我國(guó)精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量水平成國(guó)際先進(jìn)
精確測(cè)量精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)是確立新的國(guó)際單位制的重要一步,近日,由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院承擔(dān)完成的“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)及電容基準(zhǔn)的研究”順利通過(guò)由金國(guó)藩院士為組長(zhǎng)的專家組驗(yàn)收。該課題研制的國(guó)際新型的立式可移動(dòng)屏蔽電極計(jì)算電容裝置測(cè)量精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù),復(fù)現(xiàn)1pF電容單位的標(biāo)準(zhǔn)不確定度達(dá)到2.0×10-8,接近國(guó)際最好的水平。
現(xiàn)行的國(guó)際單位制由七個(gè)基本單位(長(zhǎng)度單位米、質(zhì)量單位千克、時(shí)間單位秒、電流單位安培、熱力學(xué)溫度開(kāi)爾文、物質(zhì)的量單位摩爾質(zhì)量、發(fā)光強(qiáng)度單位坎德拉)和若干導(dǎo)出單位組成。為更好地復(fù)現(xiàn)、保存和傳遞基本單位的量值,2005年,國(guó)際上提出了重新定義國(guó)際單位制基本單位的問(wèn)題,建議將國(guó)際單位制基本單位定義在基本物理常數(shù)上,如用普朗克常數(shù)定義質(zhì)量單位千克,用基本電荷定義電流單位安培,用玻爾茲曼常數(shù)定義熱力學(xué)溫度開(kāi)爾文,用阿伏加德羅常數(shù)定義物質(zhì)的量的單位摩爾。精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)與這四個(gè)基本常數(shù)之間有重要的關(guān)系,它的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)四個(gè)基本常數(shù)的確定有重要的幫助。目前,國(guó)際計(jì)量局和美國(guó)、澳大利亞等先進(jìn)國(guó)家都在研究新一代計(jì)算電容基準(zhǔn)。
在科技部的支持下,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院聯(lián)合國(guó)內(nèi)有關(guān)單位,申請(qǐng)了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“以量子物理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計(jì)量基準(zhǔn)研究”,包括能量天平質(zhì)量量子基準(zhǔn)、玻爾茲曼常數(shù)測(cè)量及熱力學(xué)溫度基準(zhǔn)、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)及電容基準(zhǔn)、阿伏加德羅常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)等9項(xiàng)量子計(jì)量基準(zhǔn)及關(guān)鍵技術(shù)研究。
據(jù)課題負(fù)責(zé)人、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院首席研究員陸祖良介紹,該計(jì)算電容裝置也是目前國(guó)際電磁計(jì)量領(lǐng)域內(nèi)除量子電壓和量子電阻之外具有最高準(zhǔn)確度水平(10-8)的裝置。它本身是交流阻抗的計(jì)量基準(zhǔn),在電力行業(yè)、電子行業(yè)、家用電器、通訊設(shè)備的質(zhì)量控制方面具有廣泛應(yīng)用,對(duì)提高產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮重要作用。(通訊員劉旭紅 記者林莉君 科技日?qǐng)?bào))
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