Xúc tiến xây dựng hệ SI mới

Đang thực hiện những bước đầu tiên của cái sẽ là một tiến bộ lịch sử trọng yếu trong ngành khoa học đo lường, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kì (NIST) hiện đang tham gia một nỗ lực toàn cầu nhằm tiến tới hiệu chỉnh lại Hệ Đơn vị Quốc tế (SI), hệ mét hiện đại là cơ sở của các phép đo toàn cầu trong lĩnh vực thương mại, khoa học, và những mặt hoạt động khác của cuộc sống hàng ngày. Hệ SI mới, sẽ xây dựng trên bảy hằng số của tự nhiên, sẽ cho phép các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới biểu diễn kết quả của các phép đo ở những cấp độ mới của sự nhất quán và chính xác.

 

Thí nghiệm cân bằng watt tại NIST. Ảnh: Steiner/NIST

Thay đổi đáng kể nhất trong sự hiệu chỉnh có thể có trong tương lai của hệ SI sẽ là đơn vị kilogram, đơn vị duy nhất trong số bảy đơn vị cơ bản của hệ SI vẫn định nghĩa theo một “tạo tác” vật liệu: một khối trụ platinum-iridium 130 năm tuổi giữ tại Cục Cân nặng và Đo lường Quốc tế ở Pháp. Tạo vật kilogram có các trở ngại từ lâu, vì khối lượng của nó thay đổi chút ít theo thời gian. Theo Ambler Thompson, một nhà khoa học NIST hiện đang tham gia nỗ lực quốc tế trên, thì sự hiệu chỉnh đã đề xuất là “đưa SI thành một nền tảng vững chắc”. “Chúng ta nên giải phóng khỏi tạo vật cuối cùng ấy”.

Trong hệ SI hiện nay, không chỉ đơn vị của khối lượng mới phụ thuộc vào kilogram. Các định nghĩa của ampere (cường độ dòng điện), mol (lượng chất), và candela (cường độ chiếu sáng), rốt cuộc cũng phụ thuộc vào tạo vật platinum-iridium. Thí dụ, một mol hiện nay được định nghĩa là số nguyên tử carbon-12 có khối lượng tổng cộng là 12 gram.

Đề xuất mới định nghĩa kilogram theo hằng số Planck, h, một hằng số quan trọng trong vật lí lượng tử, nó được biểu diễn theo đơn vị có chứa kilogram. Các nỗ lực tại NIST, như thí nghiệm cân bằng watt và xác định khối lượng của một mol nguyên tử silicon, mang lại các phương pháp mới để xác định một giá trị chính xác của h, từ đó góp phần cho một định nghĩa đáng tin cậy hơn của kilogram.

Hệ SI mới sẽ định rõ giá trị thống nhất chung của bảy hằng số, theo các kết quả của một phân tích mới công bố bởi CODATA (Ủy ban Dữ liệu Khoa học và Công nghệ) của mọi dữ liệu có liên quan. Các giá trị cố định của các hằng số khi đó sẽ xác định mọi đơn vị cơ bản. Thí dụ, ampere sẽ được định nghĩa chính thức theo điện tích của một proton, kelvin (nhiệt độ) được định nghĩa theo hằng số Boltzmann, và mol theo hằng số Avogadro.Tuy nhiên, trước khi hệ SI hiệu chỉnh hoàn thiện, cần có thêm các thí nghiệm để thu được các giá chính xác hơn cho một số hằng số, đặc biệt là các hằng số Planck, Avogadro và Boltzmann.

Ủy ban Tư vấn về Đơn vị, trong đó NIST là một thành viên và là một trong 10 ủy ban cố vấn của Ủy ban Cân nặng và Đo lường Quốc tế (CIPM), đã đưa ra một bản dự thảo cho hệ SI điều chỉnh để CIPM xem xét trong phiên họp của ủy ban này ở Paris, Pháp, vào đầu tháng tới. CIPM, cơ quan trong đó có Willie May, giám đốc Phòng thí nghiệm Đo lường Vật liệu của NIST, đã phê chuẩn bản dự thảo với chỉ vào thay đổi biên tập nho nhỏ vào hôm 15/10/2010. CIPM sẽ sớm đưa bản dự thảo ra xem xét tại Hội nghị Toàn thể về Cân nặng và Đo lường (CGPM), trong cuộc họp vào tháng 10/2011. Nếu bản dự thảo được thông qua và mọi yêu cầu kĩ thuật được đáp ứng, thì hệ SI mới có thể sẽ đi vào thực tế vào cuối thập niên này.

Ghi chú: Bảy đơn vị SI cơ bản từ đó suy luận ra mọi đơn vị khác là giây (thời gian), mét (chiều dài), kilogram (khối lượng), ampere (cường độ dòng điện), kelvin (nhiệt độ nhiệt động lực học), mol (lượng chất) và candela (cường độ chiếu sáng).

Giá trị được chấp nhận hiện nay của hằng số Planck là h = 6,626 068 96(33) x 10-34 kg m2/s.

Hằng số Boltzmann liên hệ sự biến thiên nhiệt độ của một hệ (thí dụ một nhóm nguyên tử và phân tử) với sự biến thiên năng lượng nhiệt của nó.

Nguồn: NIST, PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Khi dòng điện tác dụng lên nam châm
08/06/2022
Khả năng khai thác lượng điện năng có vẻ vô tận là một trong những nền tảng của thế giới hiện đại. Công nghệ ấy
Nhận thức lịch sử về nam châm
28/05/2022
Vào năm 1600, một bác sĩ người Anh cho biết ngoài trọng lực, Trái Đất còn tác dụng những lực khác khi ông chỉ ra rằng hành
Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com