湖北黄冈仪器校准-计量校准检测机构-世通检测

美国国家标准与技术研究院（NIST）的物理学家将一个机械物体的温度降至新低，突破了所谓的“量子极限”。
《自然》杂志刊文介绍了NIST的这个新实验。文章描述了如何将一只纳米尺度上的机械鼓---- 一个可以振动的铝薄膜----冷却到低于五分之一个能量量子的温度，这个温度低于量子力学预言的低温度。
　　NIST的科学家说，理论上这个技术可以把物体冷却到零度，这是一个万物沉寂、没有能量、也没有运动的温度。
　　“鼓被冷却到的温度越低，在应用中的表现就越好，”该实验的负责人、NIST物理学家JohnTeufel说。“传感器会更加地灵敏；储存器可以保存更久的信息。若用来造量子计算机，计算过程会没有任何失真，可以准确地给出你想要的答案。”
　　铝鼓的直径200纳米，厚度100纳米，它嵌在一个特殊设计的超导电路中，鼓的振动可以影响在其腔体中来回反射的微波。微波也是电磁波的一种，是一种看不见的“光”，比起可见光来，它的波长更长，频率更低。
　　我们知道，光子的频率越高，能量就越大，多余的能量自然来自量子鼓本身。当光子积累到一定程度后便从鼓中溢出，带走这些能量，鼓就被冷却下来了。这个原理与大名鼎鼎的激光冷却原理大同小异，1978年NIST次用激光冷却了一个原子，如今激光冷却已经被应用于原子钟等广泛领域。
　　近的一次NIST实验又有了新的改进----使用“压缩态光”（squeezed light）来驱动电路。“压缩”（Squeezing）是一个量子力学的概念，一个处于压缩态的光子，其噪音或量子扰动被压缩到了低。
　　在量子扰动的制约下，传统技术只能将物体冷却到了某一个低温度，NIST的团队通过使用压缩光，获得了更加的电流频率。这个特殊的电路可以产生十分“纯净”的光子，将量子扰动控制在低水平，从而突破了低温度的限制。

影响了人类半个世纪的国际计量体系，将在2018年发生重大变革。在量子技术与互联网技术的结合作用下，2018年国际单位制（SI）将重新定义，世界测量技术规则将被重构。
　　日前，由中国计量院承担的国家质检总局科技计划项目“高准确度真空质量测量系统的建立”项目通过验收。项目在我国建立了大量程1kg的高准确度真空质量测量装置，真空质量测量重复性、灵敏度达到国际水平，成功解决了2018年国际质量单位千克重新定义后质量量值传递技术关键问题。
　 国际单位制（SI）是全球统一的计量单位制，是构成国际计量体系的基石。国际单位制的核心是7个基本单位，即时间单位“秒”、长度单位“米”、质量单位“千克”、热力学温度“开尔文”、电流单位“安培”、发光强度单位“坎德拉”和物质的量单位“摩尔”。自1971年以来，这7个基本量，一直作为国际单位制的基本单位。
　　在国际单位制7个基本量中，质量单位是目前靠实物基准复现的。然而，由于实物基准易受环境影响，在长期稳定性方面具有局限性，国际上计划在2018年实现对质量单位“千克”进行重新定义。届时，基于量子物理的质量自然基准将取代目前尚在使用的国际千克原器实物基准，成为国际质量单位新的源头。由于未来的质量单位将在真空中实现，而日常生活的质量工作标准??砝码仍是在空气中使用的，这给质量量值的传递方式带来了一系列问题??除了需要将保存在真空中的质量标准传递到空气中外，还对环境参数进行测量和实时修正。
为此，中国计量院从2013年起，围绕质量单位新定义之后质量量值传递关键技术开展了系列研究。经过多年努力，项目组在真空质量测量、真空质量标准的传递，以及异型砝码表面吸附测量和修正等方面取得了一系列创新成果，建立了测量灵敏度优于0.1μg、满载重复性优于0.47 μg、测量扩展不确定度25 μg（k=2）的高准确度真空质量测量装置；形成了不同材料砝码表面吸附率测量、不确定度评估和吸附修正，空气密度测量，砝码交换称量等一系列具有自主知识产权的技术。
据介绍，项目建立的高准确度真空质量测量装置成功解决了砝码真空质量测量时系统稳定性和保持高真空度之间的矛盾；采用的非接触式分子泵散热方法和多点位多参数循环监测方法，显著提高了装置的测量重复性和稳定性。此外，项目还实现了多种砝码表面吸附与其逆过程的分析，吸附测量扩展不确定度0.0011 μg/cm2（k=2），达到了国际水平。

在战场上，隐藏在草丛中或雪地里的狙击手是危险的敌人，他们总是选择在不可见的情况下，给对方致命的一击。其实，人们生活中也有比狙击手、黑夜里的刺客更可怕的就在身边，它们几乎无处不在，但是我们却看不见、摸不着它们。


随着人类工业化进程的加快，人类的环境质量正面临着严重的恶化。大气中细粒子污染物作为目种重要的污染物，不仅会引起身体功能紊乱，还会直接损伤器官功能，甚至导致癌变。空气污染物中的细颗粒物又称细粒、细颗粒、也就是我们常说的PM2.5。细颗粒物是直径小于等于 2.5 微米（相当于2500纳米）的颗粒物，它能较长时间悬浮于空中。在空气中的含量浓度越高，也表示空气污染越严重。气象和医学普遍认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径仅相当于人类头发直径十分之一大小，不易被鼻腔内的绒毛阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉硬化等心脏疾病。总之这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人们身体和健康的危害更大。


运用当代的计量仪器与方法，可以对细颗粒物纳米微观结构与特征进行分析，实现从细颗粒物的源头监控与治理空气污染的问题。比如为污染颗粒物采样样品，通过微纳米计量仪器的离线测量以及基于化学法的来源解析方法进行比对分析，可以满足环境细颗粒物特征和来源监测领域的重要需求。


据有关资料反映，在欧盟国家中，由工业污染产生的PM2.5，可以导致人们的平均寿命减少8.6个月。可见，PM2.5是隐藏在我们身边的一个十分危险的，要发现它、治理它，借助的计量技术手段。

高频电刀（高频手术器）是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械。它通过有效电极产生的高频高压电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的。普遍用于普通手术和内镜手术中。


高频电刀临床使用特点：
（1）相比传统手术刀，高频电刀切割速度快、止血效果好、对切口具杀菌作用；
（2）大大缩短了手术时间，减少患者失血量及输血量，减轻患者痛苦，减轻医务人员劳动强度，从而降低并发症及手术费用；
（3）与其他电外科手术器（如：激光刀、微波刀、超声刀、水刀、半导体热凝刀等）相比，高频电刀适用手术范围广，容易进入手术部位，具有操作简便，性价比合理等性。



高频电刀输出功率的准确性、漏电流的安全性直接与临床的手术切割效果及患者的生命安全息息相关，高频电刀属临床使用风险较高的医疗设备。因此，随着高频电刀临床应用的日益广泛，其质量控制也受到高度重视，而高频电刀输出功率的准确性、漏电流的安全性进行定期的校准。JJF1217-2009《高频电刀》国家计量校准规范主要是对高频漏电流、输出功率设定值误差、大输出功率和外壳漏电流等4个参数进行校准。（来源：2016年全国计量科普知识库）

计算天体距离困难的就是找一个合适的参照物。天体的距离和大小是难以测量的，但是只要给定一个出发点，它在地球上的各种表现是可以量化的。


下面来介绍聪明的古希腊人是如何计算的。有一点需要说明，当时的古希腊人已经计算出地球的周长和直径。以此为基础，古希腊人进行了一个巧妙的几何计算。


我们知道，在太阳底下的物体都会有一个阴影，如果一个圆形的物体，就会有一个圆形的阴影，随着物体不断升高，阴影逐渐形成一个黑点，这个黑点到物体的距离恰好是物体直径的108倍，也就是说物体能形成自己直径108倍长的阴影区，地球也是如此。


在月蚀的时候，我们都知道月球是被地球挡住了太阳光，导致我们无法见到反光的月球，也就是说，无论月球大小，月蚀的时候都要通过这个地球造成的阴影区。而根据希腊人的估算，月球通过的这段阴影区长度大概是月球直径的2.5倍。


那到底是一个大的、遥远的月球，还是一个小的、近的月球呢？这可不好判断了，其实月球自己本身也是一个能够遮挡太阳光的球体，也就是说，和地球一样，它也会产生自己的阴影区。而这个阴影区在地球上终止，而且阴影末端的角度和地球相同。


如上图，我们可以得到三个相似三角形，大的那个底边为地球直径（8,000英里），高是108倍地球直径（864,000英里）；小的那个底边是月球直径，高是地月距离；中等大小的那个底边长是2.5倍月球直径，由于三角形相似性，高便是2.5倍地月距离。再加上一个地月距离，大的那个三角形的高便是3.5倍的地月距离。那么我们就可以计算，地球和月球距离=864,000/3.5=247,000英里，这个结果与如今我们的测量值239,000英里相差并不太大，又一次证明了古希腊人的智慧。（来源： 实验核天体物理）

被中香炉从严格意义上讲不属于度量衡范畴。它是我国古代香薰被褥的球形小炉，其早的记载见于西汉司马相如的《美人赋》。西汉时刘歆的《西京杂记》中有这样的记载，“长安巧工丁缓者，为常满灯......又作卧褥香炉，一名被中香炉。本出房风，共法后绝，至缓始复为之。为机环转运四周，而炉体常平，可置之被褥，故以为名。”“被中香炉”然是古人的生活用品，但其构造却揭示了物理学、计量学的一个重要原理，即古人为防止香炉中盛香料的香盂随香炉的晃动而倾覆，便设计了“内持平环”和“外持平环”，将悬挂香盂的内持平环悬挂在外持平环上，使两个持平环的轴孔正好垂直，轴心线的夹角正好为90?。由此内持平环就能避免香盂前后方向倾斜；外持平环则能防止香盂内持平环在轴向方向倾斜。由此香盂随重心作用始终能保持水平，无论香炉怎么转动，香盂斗不至倾覆。被中香炉的这种结构设计与现在陀螺仪中“万向支架”的原理非常相似。（来源：浙江省计量科学研究院）