传统计量量值传递不足之处

传统计量量值传递检定体系开端反映出下列的不足之处：

(1)最高的计量基准为某种什物（例如千克砝码原器是一个铂铱合金圆柱体），就有其固有的缺陷。虽然这些什物基准是用19世纪末20世纪初工业界所能供给的最好的材料及工艺制成，在其时也满意了关于计量基准的精确度及稳定性的要求，可是这样的什物基准一旦制成后，总会有一些不易控制的物理、化学进程使它的特性发生缓慢的改动。因而它所保存的量值也会有所改动。以上述铂铱合金千克砝码原器为例，缓慢地吸附在其外表及内部的气体、外表沾上的微尘、乃至多年运用中构成的磨损及划痕均会使其质量发生改动，并且此种逐年堆集的改动的精确数量也很难切当查明。
(2)最高等级的什物计量基准全世界只要一个或一套，一旦因为天灾、战役或其他原因发生意外损坏，就无法彻底如出一辙地仿制出来，本来接连保存的单位量值也会因之中止。
(3)量值传递检定体系巨大冗杂，从最高等级的什物基准到详细使用场所，量值要通过屡次传递，精确度也必然会有所下降。上述问题现已使传统的量值传递检定体系日益不能适应需要。近年来与传统的什物基准彻底不同的量子计量基准的呈现，为处理以上问题供给了全新的途径。量子物理学阐明晰各种微观粒子的运动规则，特别是微观粒子的态和能级的概念。依照量子物理学，微观物体中的微观粒子假如处于相同的微观态，其能量有相同的确认值，也便是处于同一能级上。当粒子在不同能级之间发生量子跃迁时，将伴随着吸收或发射能量等于能级差E的电磁波能量子，也便是光子。并且电磁波频率与E之间满意普朗克公式，即两者之间成正比，而份额系数为普朗克常数h。也便是说，电磁波的频率反映了能级差的数量。值得注意的是，微观物体中基本粒子的能级结构与物体的微观参数，如形状、体积、质量等等并无显着联系。因而，即便物体的微观参数随时刻发生了缓慢改动，也不会影响物体中微观粒子的量子跃迁进程。这样，假如使用量子跃迁现象来复现计量单位，就能够从原则上消除各种微观参数不稳定发生的影响，所复现的计量单位不再会发生缓慢漂移，计量基准的稳定性和精确度能够到达空前的高度。更重要的一点是量子跃迁现象能够在任何时刻、任何地址用原理相同的设备重复发生，不象什物基准是特定的物体，一旦因为事故而毁伤，就不可能再精确仿制。因而用量子跃迁复现计量单位关于坚持计量基准量值的高度接连性也有严重的价值。习惯上，此类用量子现象复现量值的计量基准统称为量子计量基准。