top

Sẽ định nghĩa lại đơn vị đo khối lượng Kilogram vào năm 2018

Chủ nhật | 09/07/2017
Mới đây, viện Quy chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ - NIST đã tìm ra được giá trị chính xác nhất của hằng số Planck này. Điều này giúp Ủy ban Dữ liệu Khoa học và Công nghệ có thể đưa ra định nghĩa chính xác cho “một kilogram” vào năm 2018
Cách tính một kilogram sẽ được thay đổi bằng cách sử dụng hằng số Planck.

Mới đây, viện Quy chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ - NIST đã tìm ra được giá trị chính xác nhất của hằng số Planck này. Điều này giúp Ủy ban Dữ liệu Khoa học và Công nghệ có thể đưa ra định nghĩa chính xác cho “một kilogram” vào năm 2018.

Nguyên mẫu Kilogram Quốc tế

Nguyên mẫu Kilogram Quốc tế.

Cụ thể, NIST đưa ra giá trị hằng số Planck mới là 6.626069934 x 10^−34 kg∙m2/s, thay thế cho giá trị cũ là 6.62607004 x 10^−34 kg.m2/s.

Các nhà khoa học đã sử dụng cỗ máy “cân bằng Kibble - Kibble balance” để tính được giá trị mới của hằng số Planck với độ lệch chỉ 13/1.000.000.000, chính xác hơn con số lần trước với độ lệch 34/1.000.000.000.

Vậy hằng số Planck là gì?

Hằng số này được lấy tên từ nhà vật lý học người Đức Max Planck, người đã gieo mầm cho thuyết lượng tử khoảng một thế kỷ trước. Vật lý lượng tử thường được sử dụng để tính toán mức năng lượng của hạt và vật thể.

Nhà vật lý học người Đức Max Planck

Max Planck - Nhà vật lý học người Đức.

Planck đã phát hiện ra việc chuyển giao năng lượng luôn đi theo một định lượng nhất định. Bằng việc đo đạc lượng bức xạ nhiệt phát ra khi những nguyên tử trong vật chất rung lên, ông xác định tần số của các sóng tạo ra bởi hiện tượng này sẽ là số lần của một hằng số được ông gọi là h. Ta có h, 2h hoặc 3h nhưng không bao giờ có nửa h – h chính là định lượng năng lượng nhất định ta đã nói ở trên.

Đơn vị h đó được đặt tên là hằng số Planck. Nếu đem hằng số Planck nhân với tần số của một sóng, ta có thể tìm ra năng lượng trong sóng ấy. Nhờ Einstein chúng ta biết rằng năng lượng và khối luôn đi kèm với nhau nên ta có thể lấy hằng số Planck để mô tả khối lượng của một vật thể.

Tính tới thời điểm này, chỉ có đơn vị kilogram là được xác định bằng một vật thể cụ thể. Đó là Nguyên mẫu Kilogram Quốc tế - International Prototype Kilogram (IPK) hay “Le Grand K”, một khối rắn hình trụ tròn đường kính 39 mm, cao 39 mm gồm 90% platinum và 10% iridi, nằm trong một két an toàn tại Pháp.

Trải qua thời gian dài, khối lượng của khối kilogram chuẩn này không còn chính xác như trước do nguyên tử có thể rơi ra mà cũng có thể thêm vào. Vì vậy, ta không thể sử dụng IPK làm số đo chuẩn cho một kilogram nữa.

Ngoài ra, còn một lý do khác đó là việc sử dụng IPK làm số đo chuẩn cho một kilogram đã quá lỗi thời rồi. Tất cả các đại lượng vật lý khác đều đã có những hằng số toán học để định nghĩa.

  • Ampere sẽ được định nghĩa bằng điện tích cơ bản, tức là điện tích của electron và photon.
  • Kelvin sẽ được định nghĩa bằng hằng số Boltzmann.
  • Mole sẽ được định nghĩa bằng hằng số Avagadro.

Bản sao của IPK - Le Grand K

Bản sao của IPK - Le Grand K.

Ta có thể lấy số nguyên tử cụ thể của một nguyên tố nào đó để đưa là định nghĩa một kilogram thành quy chuẩn. Và đó chính là hằng số Planck.

Thiết bị cân bằng Kibble gồm một quả nặng đặt trên một giá đỡ gắn lõi dây điện được đặt trong một từ trường. Khi đưa điện vào lõi dây này, một dòng điện sẽ tạo ra một từ trường khác đẩy vào khối lượng của quả nặng kia. Các nhà khoa học sẽ sử dụng những phép toán dặc biệt để đo đạc dòng điện và đo đạc chuyển động của giá đỡ khi có và không có quả nặng để đưa ra hằng số Planck.

Thiết bị cân bằng Kibble

Thiết bị cân bằng Kibble.

Stephan Schlamminger, người đứng đầu nghiên cứu này cho biết, họ đã có tới 3 thử nghiệm với kết quả có độ lệch dưới 20 phần một tỷ, trong khi chỉ cần có ít nhất ba thử nghiệm với một có độ lệch dưới 50 phần một tỷ và một có độ lệch dưới 20 phần 1 tỷ để xác định được số chính xác

Các nhà khoa học tại NIST hy vọng rằng, với những con số mới hơn và chính xác hơn này, đĩnh nghĩa mới về 1 kilogram sẽ được cộng đồng xét duyệt và công nhận vào tháng 11 năm sau.

Theo Quantrimang.com

BÌNH LUẬN & CHIA SẺ

Đang tải bình luận,....

Đọc thêm

Chủ nhật | 11/06/2017

Các nhà khoa học đang phát triển cánh tay nhân tạo, có khả năng tự động lựa chọn phương pháp nhận biết hình dạng và cầm nắm đối tượng.

Các nhà khoa học đang phát triển cánh tay...

Thứ 2 | 26/06/2017

Trong y học, hiện tượng đánh rắm hay xì hơi còn có tên gọi là trung tiện, là một hoạt động sinh lý tự nhiên của con người để thải những khí dư thừa trong cơ quan tiêu hóa ra bên ngoài qua đường hậu môn và có thể phát ra tiếng động.

Trong y học, hiện tượng đánh rắm hay xì hơi còn...

Thứ 3 | 27/06/2017

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại vật liệu mới cho các bộ xử lý, sử dụng tiết kiệm hơn 100 lần so với hệ thống bán dẫn hiện nay.

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại vật liệu mới cho...

Thứ 5 | 27/07/2017

“Ngôi sao nhân tạo” mang tên Mayak, đã được Nga đưa thành công lên vũ trụ bằng tên lửa Soyuz, sẽ sáng nhất trời đêm trong vài ngày tới. Họ cho rằng “ngôi sao” này sẽ là một biểu tượng nhằm khơi dậy niềm đam mê khám phá khoa học vũ trụ của các nhà khoa học trẻ, tuy nhiên hành động này cũng dấy lên không ít tranh cãi trong giới khoa học toàn cầu bởi nó có thể gây cản trở tới công tác quan sát bầu trời tại nhiều nơi.

“Ngôi sao nhân tạo” mang tên Mayak, đã...

Thứ 6 | 28/07/2017

Các nhà khoa học đã tìm ra và xác định 6 phần của một lời xin lỗi chân thành, hiệu quả.

Các nhà khoa học đã tìm ra và xác...

Thứ 7 | 22/07/2017

Vào ban đêm, chúng ta muốn có một giấc ngủ yên bình và nguồn năng lượng được phục hồi. Tuy nhiên, hầu như ai cũng từng gặp phải một số cảm giác kỳ lạ và khó chịu xuất hiện trong giấc ngủ. 

Vào ban đêm, chúng ta muốn có một giấc ngủ...

Chủ nhật | 18/06/2017

Những “siêu năng lực” này được gọi là sức mạnh của con người, chúng có thể được phát triển và học hỏi.

Những “siêu năng lực” này được gọi là sức...

Thứ 6 | 07/07/2017

Không đùa đâu! Một nhóm các nhà nghiên cứu mới đây đã đưa ra một phát hiện đáng kinh ngạc: Những con chuột thí nghiệm không ngửi thấy mùi thức ăn đều không tăng cân, có nghĩa là càng ngửi nhiều mùi thức ăn, bạn càng dễ béo phì.

Không đùa đâu! Một nhóm các nhà...

Tin hot 24h