長(zhǎng)期以來(lái),溫度測(cè)量的基本標(biāo)尺——溫度單位依賴實(shí)物性質(zhì),制約了相關(guān)前沿科學(xué)和尖端技術(shù)的發(fā)展。為了改變這一現(xiàn)狀,米制公約最高權(quán)力機(jī)構(gòu)要求使用至少兩種獨(dú)立方法,實(shí)現(xiàn)玻爾茲曼常數(shù)精確測(cè)定,重新定義溫度單位。這是溫度計(jì)量史上最重大的變革,將深刻影響科學(xué)和技術(shù)發(fā)展。
該項(xiàng)目使我國(guó)成為對(duì)玻爾茲曼常數(shù)定值有貢獻(xiàn)的六個(gè)國(guó)家之一,并且在全球成為唯一實(shí)現(xiàn)了兩種方法測(cè)定的國(guó)家。主要?jiǎng)?chuàng)新包括:①提出了虛擬定程圓柱聲學(xué)測(cè)溫方法,解決了理想聲場(chǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的難題,突破了圓柱法測(cè)溫準(zhǔn)確度極限;②發(fā)明了無(wú)感應(yīng)誤差磁通量子調(diào)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了寬頻量子準(zhǔn)確度交流電壓信號(hào)合成;③提出了全要素精確匹配的量子噪聲測(cè)溫技術(shù),消除了寄生濾波效應(yīng)和電路非線性響應(yīng)的影響,實(shí)現(xiàn)全球最佳測(cè)量;④提出了圓柱腔聲場(chǎng)和內(nèi)長(zhǎng)的原位實(shí)時(shí)精確測(cè)量方法,使得聲學(xué)測(cè)溫的上限從300℃擴(kuò)展至1000℃以上。
項(xiàng)目成果應(yīng)用于國(guó)際科技數(shù)據(jù)委員會(huì)玻爾茲曼常數(shù)的定值、米制公約最高權(quán)力機(jī)構(gòu)溫度單位的重新定義,為我國(guó)在這一歷史性變革中贏得決策權(quán)。項(xiàng)目創(chuàng)新技術(shù)為國(guó)家重大工程第四代核反應(yīng)堆堆芯溫度的直接測(cè)量提供了解決方案,為國(guó)防和航空航天等領(lǐng)域的溫度溯源提供支持,提升了國(guó)家溫度基準(zhǔn)量值傳遞水平。項(xiàng)目組成員1人當(dāng)選國(guó)際計(jì)量委員會(huì)委員、國(guó)際溫度咨詢委員會(huì)主席,1人任亞太計(jì)量組織氣候變化工作組主席,1人受邀加入國(guó)際基本物理常數(shù)工作組,極大地提高了我國(guó)在國(guó)際計(jì)量組織的話語(yǔ)權(quán)和主導(dǎo)權(quán)。
玻爾茲曼常數(shù)定值和溫度單位重新定義
項(xiàng)目主要完成單位:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院,清華大學(xué)
團(tuán)隊(duì)主要成員:
張金濤,屈繼峰,林 鴻,馮曉娟,周琨荔,段宇寧,段遠(yuǎn)源,孫建平,張 凱,閆小克