我國成為第四個獨立測量普朗克常數的國家

從中國計量科學研究院獲悉，我國能量天平質量量子基準研究取得核心技術突破。該院承擔的“能量天平質量量子基準研究”課題4月29日通過國家質檢總局組織的專家驗收。課題通過獨特的“能量天平”方案，使我國首次具備普朗克常數測量和千克基準穩定性絕對測量能力，成為國際上第四個可以獨立測量普朗克常數的國家，步入國際計量前沿研究行列。
    計量基準的準確與否，需要國際單位制7個基本單位的保證。而質量單位“千克”是7個基本物理量中唯一依靠實物基準保存和復現的一個物理量。為解決這一難題，目前已有多個先進國家計量院開展了此方面的研究，并提出了若干種解決方案。在國家“十一五”科技支撐計劃重點項目“以量子物理為基礎的現代計量基準研究”的支持下，中國計量科學研究院開展了此方面的研究。據課題負責人張鐘華院士介紹，針對國外的研究現狀，課題組獨創性地提出了與國際上通行的“功率天平”方案不同的“能量天平”方案，通過對普朗克常數的測量，建立質量量子基準。目前，課題組已在國際上首次建立了能量天平法測量普朗克常數裝置，并進行了實驗驗證，第一階段測量普朗克常數的相對標準不確定度達到7.7×10-5，為國際計量界已獲得的少數測量結果之一。
    課題組還發揮我國量子化霍爾電阻基準世界領先水平的優勢，攻克了互感量的精密測量等能量天平方案的核心技術，解決了3項國際難題：成功研制一套互感量的精密測量系統，將互感量溯源到量子化霍爾電阻和時間標準，互感測試系統測量不確定度達到1×10-7，優于國際上已發表的互感量精密測量的最小不確定度（3×10-6）；研制成功一種負載系數極小的采樣電阻，提出了負載系數自我校驗方法，為能量天平方案中把互感量溯源到量子化霍爾電阻以及高精密穩流電流源的研制奠定了技術基礎；研制成功一套穩定性達到3×10-7/30min，幅值達到250mA的磁場恒流源。
    據悉，該項研究具有廣泛的推廣應用和產業化前景，將大幅度提高我國磁測量儀器、電測精密儀器的準確度，提高稀土資源利用價值，提升科技自主創新水平，具有重大的經濟和社會效益。《中國質量報》