國際標準1千克砝碼

　　新浪科技訊 北京時間9月25日消息，據國外媒體報道，在最近的一次檢查中，相關人員發(fā)現有118年歷史、用鉑和銥混合鑄造的圓柱形鑄件——國際千克原器減輕了大約50微克。雖然相關人員將這個千克原器小心地存放在巴黎附近的一個設施里，但它的質量還是發(fā)生了改變。一個全世界依靠它來確定質量標準，所以它的質量發(fā)生變化并不是件好事。

　　用碳-12原子重新定義標準千克

　　現在，美國的兩位教授(一位物理學家和一位數學家)表示，現在到用一種更好的新方法定義千克的時候了，從而保證它能在現在、未來和118年后不會發(fā)生任何變化。他們已經發(fā)起一項活動，目的是用大量(但是沒有指定精確數目)碳-12原子重新定義千克的定義。佐治亞理工學院物理學分校的名譽退休教授羅納德·福克斯說：“我們的標準將避免利用人造物質定義千克。我們希望用一些從邏輯上非常容易理解的方法來定義它。”他們的提議是，從今以后克(一千分之一千克)將被嚴格地定義成18×14074481個碳-12原子的質量。

　　新定義需要先確定阿伏加德羅常數

　　新的標準千克定義方法由?？怂购蛦讨蝸喞砉W院數學分校的名譽退休教授西奧多·希爾提出。這項建議首先需要確定阿伏加德羅常數的數值。19世紀的意大利科學家阿伏加德羅提出了阿伏加德羅常數，這個常數表示一摩爾純凈物質中的原子或分子數，例如，12克碳-12中的碳原子數量。然而，阿伏加德羅常數不是一個明確數量，而是一系列可通過實驗室方法得到證實的評估，對一個單一數字來說，它不具備足夠的精確度。

　　希爾提出半開玩笑關認真的問題——阿伏加德羅常數是偶數還是奇數？這個問題激發(fā)了他們的想象力。2006年，?？怂购退o物理論文檔案遞交了一份論文，其中他們提出了給這個常數確定一個具體的數值——大約是試驗范圍的十分之一的數值。這兩位論文作家指出，精確的阿伏加德羅常數正好可以用來重新定義質量單位千克。他們的提議引起了《美國科學家》雜志編者的注意，他們要希爾和?？怂箤懥艘黄L的文章發(fā)表在2007年3月號雜志上。到目前為止，已經有5人給他們寫信，其中包括美國化學學會術語、術語學和標志委員會主席保羅·卡羅爾的來信?？_爾認可了這項提議，指出新定義應該用這個數字除去12。因此阿伏加德羅常數的新提議讓上述數字變成了8444.6886萬(立方)，仍然處于可接受的數值范圍內。

　　2007年9月，?？怂乖诿绹芯€新聞網上看到一篇美聯社的文章，這篇文章描寫了國際千克原器質量減輕了。雖然美聯社表示，減輕的質量總共不超過“一個指紋的質量”，但是?？怂範庌q說，對用遠遠低于十億分之一秒來計算時間和遠遠小于微毫米的長度來計算距離的世界來說，這個減輕的數值會產生巨大影響。因此福克斯和希爾給《物理學檔案》提交了另一篇論文，提出重新將克定義為一摩爾碳-12質量的十二分之一。長期以來人們一直將一摩爾物質所含的分子數定義為阿伏加德羅常數?，F在他們希望人們能對他們的想法產生更濃厚的興趣，以便在2011年的國際度量委員會會議獲得順利通過。

　　其他定義標準千克新方法也在討論中

　　目前，至少有兩個重新定義千克的其他提議正在討論中。它們包括用純硅原子球體取代鉑金和銥混合圓柱體；利用已知的“瓦特天平”裝置，并利用電磁能定義千克。每種方法都是在現有標準的基礎上進行改進。但是兩種方法并沒有?？怂购拖柼岢龅姆椒ê唵?、準確。希爾說：“利用完美的數字立方定義這些常數，產生的重要意義與定義秒和光速的整數一樣。千克的純數學定義從實驗方法上來說是不正確的。隨后研究人員會利用任何可能的實驗方法得出他們希望的近似精確的質量?！?/P>

　　千克是最后一個通過人造物質，而不是基本物理屬性定義的重要標準。例如，1983年，代表一米的距離被定義成光在兩億九千九百七十九萬兩千四百五十八分之一秒內行駛的距離，從而取代了兩個點之間的距離的定義法。?？怂拐f：“我們懷疑現在存在一些有關這個問題的討論。我們希望科學家和理科教師，以及其他人考慮這個問題，因為我們認為它們擁有重要的影響力。公眾討論在確定如何定義世界上的一個基本物理常數時，起著非常重要的作用。這個問題對世界未來的科技發(fā)展非常重要！當你制定物理和化學的度量單位，精確度越高越好，這些標準定義的精確度確實有限。缺少精確的標準會讓你在陳述結果時出現一些矛盾。擁有一個獨一無二的標準可以消除上述種種問題。”