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

Thứ 6 | 21/07/2017

Là một người Iran, một phụ nữ và cũng là một người nhập cư; cuộc đời ngắn nhưng quý giá của nữ giáo sư bạc mệnh 40 tuổi là nguồn cảm hứng cho tất cả mọi người không phân biệt màu da, sắc tộc, tôn giáo.

Là một người Iran, một phụ nữ và cũng là một người nhập...

Thứ 5 | 01/06/2017

Giới khoa học vẫn không ngừng tranh cãi nên hay không nên mở bình rượu vang cổ Speyer được tìm thấy trong mộ một quý tộc La Mã.

Giới khoa học vẫn không ngừng tranh cãi nên hay...

Chủ nhật | 09/07/2017

Ngón tay giả này được Clode đặt tên là The Third Thumb (ngón tay cái thứ ba). Thiết bị này bao gồm 2 thành phần chính: ngón tay cái nhân tạo được in từ máy in 3D, kết nối với vòng đeo cổ tay có chứa các cơ cấu trợ lực và dây dẫn.

Ngón tay giả này được Clode đặt tên là The Third...

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 | 02/07/2017

Hầu hết chúng ta đều gặp những cơn ác mộng trong cuộc đời, vì sao lại có hiện tượng này?  

Hầu hết chúng ta đều gặp những cơn ác mộng trong cuộc đời,...

Thứ 2 | 12/06/2017

Cầu thang là loại hình lưu thông theo chiều đứng rất phổ biến, tuy nhiên không phải ai cũng để ý tới những yêu cầu về an toàn của nó. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn nắm rõ những thông số cần thiết để cầu thang của gia đình bạn an toàn và thẩm mỹ hơn.

Cầu thang là loại hình lưu thông theo chiều đứng rất phổ...

Thứ 7 | 08/07/2017

Ngôn ngữ là sản phẩm chỉ có trong quá trình phát triển của xã hội loài người. Thế nhưng các loài vẹt, yểng cũng có thể “nói” được những câu đơn giản như: "Mấy giờ rồi?”, “chào bác!”, “ăn cơm chưa?”, “tạm biệt”… Tại sao chúng có thể nói được?

Ngôn ngữ là sản phẩm chỉ có trong quá trình...

Thứ 3 | 25/07/2017

Quan tiểm cá nhân luôn luôn không đúng với những người khác nhau, tranh luận, cãi cọ là điều thường xuyên xảy ra khi hai người không khớp được về lý tưởng, thế nhưng đừng lo, khoa học đã có cách để xử lý điều này.

Quan tiểm cá nhân luôn luôn không đúng...

Tin hot 24h