李 辰， 韩 冰， 贺 青， 张钟华， 李正坤

（1.清华大学，北京 100084； 2.中国计量科学研究院，北京 100029）

实现质量量子基准的两种途径

李 辰1， 韩 冰2， 贺 青2， 张钟华2， 李正坤2

（1.清华大学，北京 100084； 2.中国计量科学研究院，北京 100029）

基于基本物理常数定义新的国际单位制成为21世纪国际计量界研究的热点，然而目前一些常数的测定尚未达到所需的不确定度范围。质量量子标准研究更是目前计量领域研究的重点和难点。经过30多年的发展，硅球法和功率天平法取得了重大进展，但目前发表的测量结果之间尚存在10－7量级的偏差。通过详细比较各国实现质量量子基准的两种途径，指出无论是依靠普朗克常数h还是阿佛伽德罗常数NA，在现阶段，取代国际千克原器尚有很长的一段路需要摸索。

计量学；质量量子基准；普朗克常数h；阿佛伽德罗常数NA；硅球；功率天平；能量天平

1 前 言

在国际单位制中，质量单位千克是目前唯一还依靠实物基准复现、保存量值的一个基本单位。它最初是以长度单位“米”来确定的，即1“立方分米”纯水在最大密度时的质量为“1千克”。1799年，法国根据这个定义制造了一个铂圆柱体砝码，保存在巴黎的国家档案局并被称为“档案千克”。其后的测量显示，档案千克并不准确地等于1立方分米最大密度纯水的质量，而是等于1.000 028立方分米最大密度纯水的质量。为了统一量值，国际米制委员会于1878年定制了3个铂铱合金圆柱体砝码，分别与“档案千克”比对，其中质量最接近的1个，在1889年第一届国际计量大会上被认定为“国际千克原器”（IPK）［1］。……