一种新的方式来测量压力来自努力重新定义温度

科学家们把温度实验重新定义开尔文头上,让世界上最准确的压力表。实验是一种全新的方法来测量压力单独从氦的电气和量子力学性能。最终,它可以取代当前标准,依靠机械活塞或管充满水银。

最古老的方法之一意识到SI单位帕斯卡的压力,是水银压力计,在17世纪发明的。但考虑到如何,有毒汞血压计正在慢慢消失。就在去年,美国国家标准与技术研究院(Nist)拆除其3米列,一旦包含超过200公斤的汞和担任国家的压力标准30年。

现在许多计量实验室使用活塞式仪表以类似的方式,机械设备工作平衡。在报道Bundesanstalt (PTB),德国的国家计量研究院的科学家测量仪表活塞推到1 ppm的不确定性。帕特里克·伊根Nist,谁没有参与这项工作,解释说,这需要准确确定活塞的直径在几纳米——实验室能做的很少。总的来说,伊根说,“在压力计量事务的当前状态是相当令人满意的。

现在领导的团队在PTB Christof Gaiser设计了一种实现帕斯卡,依赖于氦的电电容及其量子力学性能。这个方法提出了20多年前近年来,但只有量子化学计算准确足以让它成为可能。研究人员实现了不确定性的5 ppm以下7 mpa的压力与活塞指标——这是不可能的,只有准确的在0.1 mpa。

你可以测量压力,重量与一个已知的活塞横截面面积——每个人都是有意义的,”说迈克尔·德·波德斯塔关注温度计量在英国国家物理实验室。但你可以测量压力通过测量电电容-一个完全不同的属性,得到同样的回答;这是令人无法置信的。”

在努力重新定义国际标准单位,Gaiser的团队已经使用相同的设置测量玻耳兹曼常数。但是现在,常量的值是固定的,研究人员把实验,用它来测量压力。

科学家电容器充满了氦并测量其储存电荷的能力的变化。电容的变化与氦的介电常数和密度,进而与压力通过理想气体定律修改与原子的极化率的计算值和粒子的相互作用。

相比之下,整个系统是连接到一个的肺结核的活塞仪表。说,这项协议是几乎完美的Gaiser。最大的不确定性的来源是量子力学的值。如果这个理论改进,我们也许能够去3 ppm的不确定性,“Gaiser说。

伊根说,现在有几个竞争者一个新标准,包括折射率方法和超导微波腔。但电容实验似乎最适合高压力。正如千克,帕斯卡的日子依靠一个物理对象的属性可能会很快结束。