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建立固体密度基准 创新测长方法

—— 记国家科技进步获奖项目《测长方法创新及固体密度基准的建立》

导读: 前不久,《测长方法创新及固体密度基准的建立》项目荣获2011年度国家科技进步二等奖,项目负责人、中国计量院研究员罗志勇说,这一凝聚了项目组十几年心血的成果最重要的意义在于,它实现了测长技术的实质性创新。

  “阿伏伽德罗常数(NA)测量是对‘千克’进行重新定义最有前途的方法之一。现在,我们突破了阿伏伽德罗常数测量技术的瓶颈,为重新定义‘千克’走出了非常关键的一步。”前不久,《测长方法创新及固体密度基准的建立》项目荣获2011年度国家科技进步二等奖,项目负责人、中国计量院研究员罗志勇说,这一凝聚了项目组十几年心血的成果最重要的意义在于,它实现了测长技术的实质性创新。

  长度测量的极限

  在国际计量单位制(SI)的7个基本物理量中,6个已由量子基准复现,目前只有质量的单位“千克”仍沿用实物基准标准——千克砝码原器来进行复现。最近,著名的英国《自然》杂志评出最具挑战性的世界五大科学难题,其中之一就是“对‘千克’进行重新定义”。而罗志勇他们研究的阿伏伽德罗常数(NA)测量就是对“千克”进行重新定义最有前途的方法之一。除此之外,阿伏伽德罗常数测量还用于定义另一个基本量——物质的量的单位“摩尔”,对于在原子、分子和量子水平上研究和解决计量基标准问题十分重要。

项目所使用的研究设备

项目所使用的研究设备

  国际上以建立固体密度基准、测量阿伏伽德罗常数为目标的研究已有40多年的历史。2000年以后由于频率调制技术的发展,各先进国家都进入“激光变频”时代。但每种方案都有其自身的局限性。

  2002年我国启动了重大基础研究专项——固体密度基准研究,并组建课题组。“项目核心技术是实现对硅球直径亚纳米级准确度测量,这几乎是长度测量的极限,具有极高的技术难度。”在罗志勇的带领下,课题组向这一国际计量界的难题发起了挑战。

 

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