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我国精细结构常数测量水平进入国际先进行列

发布时间:2019-10-10 11:50:23

精确测量精细结构常数是确立新的国际单位制的重要一步,近日,由中国计量科学研究院承担完成的 十一五 国家科技支撑计划项目课题 精细结构常数测量关键技术及电容基准的研究 顺利通过由金国藩院士为组长的专家组验收。该课题研制的国际新型的立式可移动屏蔽电极计算电容装置测量精细结构常数,复现1pF电容单位的标准不确定度达到2.0 10-8,接近国际最好的水平。

现行的国际单位制由七个基本单位(长度单位米、质量单位千克、时间单位秒、电流单位安培、热力学温度开尔文、物质的量单位摩尔质量、发光强度单位坎德拉)和若干导出单位组成。为更好地复现、保存和传递基本单位的量值,2005年,国际上提出了重新定义国际单位制基本单位的问题,建议将国际单位制基本单位定义在基本物理常数上,如用普朗克常数定义质量单位千克,用基本电荷定义电流单位安培,用玻尔兹曼常数定义热力学温度开尔文,用阿伏加德罗常数定义物质的量的单位摩尔。精细结构常数与这四个基本常数之间有重要的关系,它的准确测量对四个基本常数的确定有重要的帮助。目前,国际计量局和美国、澳大利亚等先进国家都在研究新一代计算电容基准。

在科技部的支持下,中国计量科学研究院联合国内有关单位,申请了 十一五 国家科技支撑计划项目 以量子物理为基础的现代计量基准研究 ,包括能量天平质量量子基准、玻尔兹曼常数测量及热力学温度基准、精细结构常数测量关键技术及电容基准、阿伏加德罗常数测量关键技术等9项量子计量基准及关键技术研究。

据课题负责人、中国计量科学研究院首席研究员陆祖良介绍,该计算电容装置也是目前国际电磁计量领域内除量子电压和量子电阻之外具有最高准确度水平(10-8)的装置。它本身是交流阻抗的计量基准,在电力行业、电子行业、家用电器、通讯设备的质量控制方面具有广泛应用,对提高产品的国际竞争力发挥重要作用。

 

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