诺贝尔物理奖得主克利钦在沪演讲 用宇宙常量重新定义“千克”

昨天，上海市科学技术协会“诺贝尔对话大师奖——一米多长”大型论坛在科学馆举行。1985年诺贝尔物理学奖得主、德国马克斯·普朗克学会固体物理研究所所长克劳斯·冯·克利钦向大学生听众发表了精彩的演讲。米，公斤...在klitschen看来，日常生活中使用的这些单位是非常科学的，需要研究人员努力探索才能得到它们的精确定义。

国际计量会议通过并推荐的国际单位制包含七个严格定义的基本单位:米(长度)、千克(质量)、秒(时间)、安培(电流)、开尔文(热力学温度)、摩尔(物质的量)和坎德拉(发光强度)。在演讲中，克里希恩重点介绍了“米”定义的变化。1789年法国大革命胜利后，法国科学院提出了一种新的十进制度量衡系统，它以地球子午线的1/4000万为标准单位，并将其命名为“米”。1799年，法国研究小组根据测量结果制作了一根铂棒，并将棒两端的距离定义为“1米”。然而，物理定义是不可靠的。随着科学的发展，国际计量会议最终将1米定义为光在1/299792458秒的真空中传播的距离。“光速是一个普遍的常数。用它来定义单位是最可靠的。”

克里奇金的诺贝尔奖与“千克”的定义有关。目前，千克是唯一一个仍使用人造产品作为其定义的国际单位。一千克被定义为“国际千克原始装置的质量”，储存在巴黎国际计量局的保险箱中。“千克”可以用更可靠的通用常数来定义吗？克里希恩发现的量子霍尔效应给出了一个肯定的答案。霍尔效应是指当固体导体置于磁场中并有电流通过时，导体中的电荷载体在受到洛伦兹力后向一侧倾斜并产生电压的现象。作为霍尔效应的量子力学版本，量子霍尔效应使人们再次认识到“电阻”。自1990年以来，电阻单位“欧姆”的定义一直由量子霍尔效应决定。克利钦指出，“千克”的定义也可以由量子霍尔效应决定，因为量子力学中的普朗克常数与质量有一对一的对应关系。

2018年，国际计量大会将重新审查除大米以外的六种基本单位的定义。“我希望通用常数可以用来重新定义‘千克’，使这个质量单位更加精确。”