草根影响力新视野  译者：董晓汾

如果您熟悉基本的度量转换，就会知道2.2磅相当于1公斤。但是一公斤有多重？如何定义像计量单位这样抽象的概念呢？自1875年以来，国际标准已经对千克进行了精确的定义，原型就是由90%铂和10%铱的合金制成的柱状体，锁在巴黎城外的一个环境监管库。每40年将其取出与世界各地的仿制品进行比较，进而成为世界各地仿制重量计量的模型。

该系统是在19世纪晚期是适用的。但是今天药品生产、化学、天体物理学以及其他方面等都需要准确的测量，这种计量将不能够满足需要。而且还有一个问题，近一个半世纪以来，它的重量在增加，最有可能室由于污染物逐渐在其表面积累。

这就是为什么国际度量衡委员会的管理机构控制一公斤的具体标准，感兴趣于从物理标准转向一些基本的自然标准，科学家可以基于这些东西在实验室复制整个星球。

美国政府国家标准与技术研究院(NIST) 的研究人员说，他们在解决这个问题上已经取得了一个突破。使用一个称为NIST-4的新机器，为普朗克常数确定了更准确的数值，是一个极小的数字（也是一个基本的物理量），用于量子物理中计算通过单个光子的能量。

普朗克常数也可用于定义千克，因为它也是一个基本常量——不会在我们的宇宙中改变，并且科学家可以进行实验，以确定它是什么。我们可以固定这个单位并且向自然提出疑问，“使用这些单位基本常量的数值是什么，”NIST物理学家斯蒂芬在一封电子邮件中问到。否则，我们可以固定数值并使用实验来确定单位的大小。”

为了更准确计算普朗克常数，NIST的研究人员使用一个称为吊桶平衡的设备，是由发明它的英国物理学家命名的。Schlamminger说，“设备比较了电力和机械的力量。”电力是由瓦特来衡量，机械功率是由力乘以速度得到。在这个平衡中力量是重量品质的标准，电力可以通过两次频率和普朗克常数的乘积测量求得。这是两个量子力学效应所需要做的，被用来测量电压和电阻。因此，单位质量可以与普朗克常数相关联。

NIST的科学家们在2016年出版的测量普朗克常数的不确定性，仅为十亿分之三十四，已经相当精确。但他们不断尝试，现在他们已经有了几年的资料，他们在进一步精确这个数字。NIST新测量的普朗克常数只有十亿分之十三的不确定性。

NIST的研究人员是众多的科学团队的国家之一，从加拿大到韩国人都竞相拿出了普朗克常数的最精确的值。一些也执行吊桶平衡实验，而另一些则使用x射线晶体密度方法。

NIST物理学家指出，有可能进一步减少普朗克常数的不确定性，降到十亿分之十一。但是他们希望这个数字可以充分的定义千克。

 

网址：http://science.howstuffworks.com/nist-redefine-kilogram-plancks-constant-2017.htm