Jaså, du tror det är volt du mäter...
Var på ett intressant föredrag idag av Peter J. Mohr vid NIST, tillika ordförande för CODATAs grupp för fundamentala konstanter, med titeln "The Quantum SI: A Possible New International System of Units". Föredraget fokuserade på två stora problem med dagens SI enheter: Kilogram och Ampere. Kilot är definierat som massan hos en metallcylinder i Paris, och en Ampere har definitionen att 1 ampere är den ström som, när den passerar genom två raka och parallella ledare, i vakuum, med oändlig längd och en meters avstånd mellan varandra, ger upphov till en kraft på 2·10-7 N/m mellan ledarna. Dessa definitioner innebär en del bekymmer eftersom de inte är praktiska; kilot för att det är ett fysiskt objekt som förändras med tiden, och Ampere för att det inte är en praktisk mätbar definition.
Dagens system bygger annars på att man ur sju basenheter (meter, kilo, sekund, Ampere, Kelvin, mol och candela) kan härleda alla andra enheter. En av enheterna är idag definierad genom att värdet på en fysikalisk konstant getts ett visst värde: en meter är den sträcka ljus rör sig i vakuum på 1/299792458 sekunder. Tanken som Mohr lade fram, och som diskuterats inom CODATA ett tag, är att alla enheterna skulle bestämmas på detta sätt. Tex kan en Ampere definieras som strömmen av x elementarladdningar per sekund, vilket leder till att e fixeras vid ett visst värde. Så genom att definiera exakta värden på c, h, kB och NA så har man faställt vad en meter, ett kilo, en Kelvin och en mol är. Återstår sekunden. Den kan, som idag, definieras som ett visst antal svängningar av strålningen vid en speciell atomövergång, men då är det inte en universell konstant man definierat utan bara en viss (noggrannt mätbar) övergång. En alternativ definition är att fixera Rydbergs konstant, R∞, men kopplingen mellan R∞ och mätbara övergångar, som kan beräknas med QED är ännu inte noggrann nog. Denna förändring kommer nog inte kunna genomföras inom de närmaste 30 åren.
De andra omdefinitionerna, av konstanter istället för enheter, kommer troligtvis att genomföras av CODATA-konferensen år 2011, om experimentella diskreptanser i bestämning av massa med två olika metoder (watt balance och XRCD) löses innan dess.
Något som förvånade mig var dock att man redan slutat använda SI-definitionen av Ampere för praktiska ändamål. Istället används definitioner av Volt och Ohm baserade på fixerade värden hos Josephsons och von Klitzings konstater som dyker upp i Josephsoneffekten och kvant-Halleffekten. De här enheterna har egentligen ingenting att göra med SI-värdena på Ampere, Volt eller Ohm.
Intressant artikel här: Redefinition of the kilogram: a decision whose time has come, Mills et al, Metrologia 42, 71-80 (2005).
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar