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 5 | 15/06/2017

Chỉ vì ăn trộm một ổ bánh mì, một cậu bé 7 tuổi bị xử tử hình khiến dư luận bàng hoàng.

Chỉ vì ăn trộm một ổ bánh mì, một cậu bé 7 tuổi...

Thứ 4 | 28/06/2017

Người thuận tay trái thường xuyên gặp bất lợi, khi mà đại đa số người trên thế giới này thuận tay phải, người ta sẽ nhào nặn, thiết kế thế giới này thuận tiện hơn cho những người thuận tay phải. Từ việc cầm dao cầm kéo, bóc cái này xé cái kia, lái xe, v.v... đều được coi là khá bất tiện.

Người thuận tay trái thường xuyên gặp bất lợi, khi mà đại...

Thứ 5 | 22/06/2017

Như chúng ta đã biết, ung thư là một căn bệnh quái ác và hầu hết đều không có thuốc chữa trừ một số có khả năng bị đẩy lùi như ung thư vú, ung thư cổ tử cung, ung thư tuyến tiền liệt… Phương pháp điều trị phổ biến thường được áp dụng hiện nay là xạ trị, hóa trị và phẫu thuật song vẫn chưa có cách nào phát huy hiệu quả tối đa và cứu sống bệnh nhân.

Như chúng ta đã biết, ung thư là một căn bệnh...

Thứ 5 | 01/06/2017

Giám đốc điều hành của Google, Sundar Pichai, mở đầu xu hướng thực hiện những bài thuyết trình đơn giản mà hấp dẫn.  

Giám đốc điều hành của Google, Sundar Pichai, mở đầu xu hướng...

Thứ 2 | 29/05/2017

Tự động hóa giúp tăng năng suất nhưng cũng khiến nhiều nghề nghiệp trở nên lỗi thời trong vài thập kỷ tới. Tuy nhiên sẽ có những nghề nghiệp triển vọng trong tương lai mà máy móc chưa thể nào thay thế được trí tuệ của con người và chúng vẫn cần đến bạn.

Tự động hóa giúp tăng năng suất nhưng cũng khiến nhiều nghề...

Thứ 7 | 15/07/2017

Cơ quan Năng lượng Hạt nhân của Nhật Bản đã phát triển một thiết bị có khả năng phát hiện ra những vật liệu hạt nhân trong quá trình kiểm tra hành lý tại sân bay, coi đây như biện pháp tăng cường an ninh nhằm chống nguy cơ khủng bố hạt nhân có thể xảy ra. 

Cơ quan Năng lượng Hạt nhân của Nhật Bản đã phát triển...

Thứ 5 | 08/06/2017

Kể từ khi mạng xã hội bùng nổ, rất nhiều người “sống ảo” vì mong muốn được nhiều người biết đến đã bỏ không biết bao nhiêu là tiền để mua lượt thích (like) cũng như lượt theo dõi (follow). Và như thế, hàng loạt các website với thiết kế sơ sài ra đời, đáp ứng nhu cầu “hack like” với đủ thể loại “gói”: Từ vài chục likes dành cho 1 bức ảnh trên Instagram đến hàng triệu lượt theo dõi trên Facebook, Twitter.

Kể từ khi mạng xã hội bùng nổ, rất nhiều người “sống...

Thứ 6 | 21/07/2017

Đối với một bệnh nhân ung thư, bản thân khối u đầu tiên chưa thực sự đáng sợ. Phẫu thuật, hóa và xạ trị có thể tạm thời đánh bại ung thư và giúp họ sống thêm nhiều năm. Thế nhưng, một khi ung thư chuyển sang giai đoạn di căn, tỷ lệ sống sót của bệnh nhân sẽ cực kỳ thấp.

Đối với một bệnh nhân ung thư, bản thân khối u đầu...

Tin hot 24h