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有一个全新的公斤 它基于量子物理学

该千克不是东西了。相反,它是关于光和能量的抽象概念。

截至今天(5月20日),物理学家已经取代了旧公斤 - 一个130磅的铂铱圆筒,重达2.2磅(1公斤),坐在法国的一个房间里 - 基于四度的抽象,不变的测量光粒子和普朗克常数(我们宇宙的一个基本特征)。

从某种意义上说,这是一项宏大(而且难度很大)的成就。公斤现在永远固定下来。它不能随着时间的推移而改变,因为圆柱体在这里失去一个原子或那里的原子。这意味着人类可以将原始科学方面的这个单位传达给太空外星人。千克现在是一个简单的事实,这个想法可以在宇宙中的任何地方携带,而无需为你带来圆柱体。

还是......那又怎么样?实际上,新公斤的重量只有十亿分之几,与老公斤的重量差不多。如果你昨天体重93公斤(204磅),今天和明天你的体重将达到93公斤。只有在一些狭隘的科学应用中,新定义才会有所不同。

真正令人着迷的是,实际上,我们大多数人使用千克的方式都会发生变化。根本就是严格定义一个质量单位是多么困难。

从根本上讲,其他基本力量早已被理解。一秒钟的时间?根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的说法,它是根据钟摆的摆动来定义的。但是现在科学家们理解了第二个原因是铯133原子需要经过9,192,631,770个释放微波辐射的循环。一米?那是光线在1 / 299,792,458秒传播的距离。

但质量不是那样的。我们通常用重量来衡量千克 - 这个东西在一定程度上会下降多少?但这是一个衡量标准,取决于您执行实际称重的位置。如果把它带到月球上,法国那个圆柱体的重量要小得多,如果把它带到地球的其他地方,它甚至可以更小或更小一点。

正如NIST所解释的那样,新公斤是基于质量和能量之间的基本关系 - 爱因斯坦E = mc ^ 2中部分阐述的关系,这意味着能量等于光速平方的质量乘以。质量可以转换为能量,反之亦然。而且,与质量相比,能量更容易测量和定义。

这要归功于另一个等式,甚至比E = mc ^ 2还要老。的物理学家普朗克在1900显示的是E = HV,根据NIST。他表明,在规模足够小的情况下,能量可以上升和下降,而且只能分步进行。E = hv表示能量等于“v” - 某些粒子的频率,如光子 - 乘以“h” - 数字6.62607015×10 ^ minus34也称为普朗克常数。

E = hv中的“v”必须始终为整数,如1,2,3或6,492。不允许分数或小数。因此,能量本质上是离散的,以“h”(6.62607015×10 ^减34)的步长上下移动。

新千克将E = mc ^ 2和E = hv结合在一起。这使科学家能够根据普朗克常数来定义质量,这是宇宙不变的特征。一个由科学实验室组成的国际联盟聚集在一起,对普朗克常数进行最精确的测量,确定在十亿分之几的范围内。新千克的质量对应于能够以与原子钟中使用的铯133原子相同的频率振荡的能量为1.4755214倍的10 ^ 40个光子。

坚持规模并不是最简单的事情。但是,作为一个想法,它比一个铂 - 铱合金圆筒便携得多。

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