我國(guó)現(xiàn)代計(jì)量基準(zhǔn)研究取得新突破

日前，由國(guó)家質(zhì)檢總局組織的國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目《以量子物理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計(jì)量基準(zhǔn)研究》順利通過科技部組織的專家驗(yàn)收。該項(xiàng)目緊跟國(guó)際計(jì)量研究前沿領(lǐng)域，對(duì)一大批新的量子自然基準(zhǔn)開展了深入的研究，階段性成果顯著，部分成果已經(jīng)接近或超過國(guó)際最好水平。
　　據(jù)項(xiàng)目主要承擔(dān)單位中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院副院長(zhǎng)段宇寧介紹，該項(xiàng)目開展了能量天平質(zhì)量量子基準(zhǔn)、可編程約瑟夫森電壓基準(zhǔn)、玻爾茲曼常數(shù)測(cè)量及熱力學(xué)溫度基準(zhǔn)、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)及電容基準(zhǔn)、光輻射量子計(jì)量基準(zhǔn)、阿伏加德羅常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)、同位素豐度基準(zhǔn)、冷原子納米尺度計(jì)量基準(zhǔn)和基于隧道效應(yīng)量子電流基準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)9項(xiàng)量子計(jì)量基準(zhǔn)及關(guān)鍵技術(shù)研究；完成了普朗克常數(shù)、玻爾茲曼常數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)3項(xiàng)基本物理常數(shù)精密測(cè)量?jī)x器關(guān)鍵技術(shù)研究，形成了8套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的測(cè)量系統(tǒng)，為建立以量子物理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)對(duì)國(guó)際單位制的重大變革奠定了基礎(chǔ)。建立可編程約瑟夫森電壓基準(zhǔn)等重大裝置8套、同位素豐度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)158種。項(xiàng)目突破了互感參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量技術(shù)、高精密穩(wěn)流源技術(shù)、交流約瑟夫森結(jié)陣應(yīng)用技術(shù)等12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。其中互感參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量技術(shù)、基于隧道效應(yīng)量子電流基準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)、使用3種以上濃縮同位素配制校正樣品的硒同位素絕對(duì)質(zhì)譜測(cè)量方法、飛秒脈沖光譜相位的測(cè)量技術(shù)4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
　　盡管起步較晚，但目前該項(xiàng)目所建立的量子自然基準(zhǔn)的階段成果，已步入國(guó)際先進(jìn)行列，一些研究成果得到國(guó)際同行高度認(rèn)可，其中，普朗克常數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)和玻爾茲曼常數(shù)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)及相應(yīng)的量子計(jì)量基準(zhǔn)研究成果被納入量子計(jì)量基準(zhǔn)的國(guó)際研究計(jì)劃。
　　據(jù)了解，計(jì)量基準(zhǔn)是復(fù)現(xiàn)國(guó)際單位制基本單位或其主要導(dǎo)出單位量值的測(cè)量系統(tǒng)，是國(guó)家計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)體系的源頭，是統(tǒng)一全國(guó)乃至全球所有測(cè)量量值的依據(jù)。目前，國(guó)際計(jì)量科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)是研究量子計(jì)量基準(zhǔn)，希望可以把國(guó)際單位制中的質(zhì)量的單位千克、電流的單位安培、溫度的單位開爾文、物質(zhì)的量的單位摩爾等重新定義在基本物理常數(shù)上，并通過建立相應(yīng)的量子基準(zhǔn)，大幅提高相應(yīng)領(lǐng)域計(jì)量基準(zhǔn)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。
　　為維護(hù)其國(guó)家技術(shù)主權(quán)，在國(guó)際基本單位進(jìn)行重新定義過程中掌握主動(dòng)，世界先進(jìn)國(guó)家在十多年前相繼開展了此方面的研究。2006年，在“十一五”科技支撐計(jì)劃支持下，國(guó)家質(zhì)檢總局組織開展了以量子物理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計(jì)量基準(zhǔn)研究。
　　該項(xiàng)目的完成，為提高我國(guó)計(jì)量基準(zhǔn)研究的自主創(chuàng)新、國(guó)際互認(rèn)能力和基礎(chǔ)支撐能力，使整體計(jì)量科技水平進(jìn)入世界先進(jìn)技術(shù)行列，對(duì)我國(guó)在國(guó)際單位制的重新定義掌握主動(dòng)權(quán)和對(duì)等的話語權(quán)，保證國(guó)家測(cè)量能力與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)大國(guó)地位相適應(yīng)，滿足國(guó)家科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的技術(shù)支撐需要等方面均具有重要的戰(zhàn)略意義。通過該項(xiàng)目的實(shí)施，打造了一支理論和技術(shù)水平均過硬的人才隊(duì)伍，形成了10余名量子計(jì)量基準(zhǔn)研究的領(lǐng)軍人才，為項(xiàng)目的后續(xù)開展奠定了堅(jiān)實(shí)的人才儲(chǔ)備基礎(chǔ)。