瓦特是重新定义千克的一种方法
在最近为核磁共振波谱学修订研讨会写的一个问题中，一位同事引用了质子的回旋磁比值为10个有效数字。我惊讶地盯着那个数字。到底是什么东西能让人如此精确地测量东西?他们可能是什么样的人?快速浏览一下文献，发现了英国物理学家布莱恩·基布尔(Bryan Kibble)，他是重新定义国际单位制的关键人物之一。
基布尔是一位警官的小儿子，他住在牛津南部的莱科姆里吉斯。在成长过程中，他摆弄自行车、修理收音机、重建钟表，这些活动无疑有助于他成为一名实验家，他还获得了牛津大学物理专业的奖学金。他后来回忆起一次实践，在一次实践中，他被一根针放在肥皂膜中心的完美反射震惊了，肥皂膜被一个小的压力差扭曲了，球形的，波长在光的范围内。当他谈到这一点时，他的导师说:“啊!你看，大自然是精确的。”
在获得原子光谱学博士学位后，他与同学安·格林菲尔德结婚。20世纪60年代初是英国科学界的一段艰难时期，许多雄心勃勃的研究人员在加拿大和美国找到了报酬更高的学术工作。Kibbles也不例外。然而，两年后，他们回到了英国，两人都得到了位于特丁顿的国家物理实验室(世界计量和标准中心之一)的工作机会。
基布尔的工作重点是验证和改进电的基本单位。安培是用在两根无限长的导线中流动的电流之间的引力来定义的。精心缠绕的线圈悬挂在电流天平的梁臂上，近似于无限的电线，光学杠杆监测它们的运动。然而，这些设备的精度是有限的。此外，作为半个多世纪以来的电压标准的镉/汞威斯顿电池的可靠性也受到了越来越多的质疑。
1962年约瑟夫森结合点的发现提供了一条出路。在液氦温度下，用微波照射插入纯锡焊料的铌线，产生与普朗克常数成正比的升压h和施加的频率。到20世纪60年代末，微电子工业的兴起意味着可以在一块芯片上制造数千个这样的设备，并有望产生精确到十分之一的电压14．到1972年，国家物理实验室开始努力利用约瑟夫森效应将普朗克常数精确到新的水平。
基布尔是这一切的中心，他改进了天平来测量常数，包括质子的旋磁比，达到了闻所未闻的精度。基本常数可以用来重新定义国际单位制单位。
1976年，基布尔提出了一种基于极其优雅的原则的平衡，该原则消除了许多早期的不确定性。他的想法是比较一个物体上的重力和一个长度线圈中电流产生的吸引力l坐在磁场中，B．首先要称重的物体，毫克ydF4y2Ba，放在锅上，电流使两边达到平衡。电流是通过一个精确的已知电阻上的压降来测量的，电压是由超导约瑟夫森结阵列测量的。
毫克＝BlI
在第二步中，质量被移除，线圈以精确的速度在磁铁中移动，u,在线圈中感应电压:
V＝的客人
电压再次使用约瑟夫森结阵列测量，线圈的运动，然后观察放置在天平下面的激光干涉仪的干涉条纹。这两个步骤的结合意味着磁场和线圈项提单可以被移除，得到一个非常简单的关系:
VI = Mgu
通过这个方程，质量可以直接用基本常数来测量，h，e而且c．这个方程的每一边都有瓦特的单位，所以基布尔称他的装置为瓦特天平。他可以达到十分之一的精度8(每公斤10毫克)。
原型机引起了一阵兴趣。有了如此微妙的平衡，就有可能从基本常数而不是物理对象的角度来重新定义千克。在基布尔死后，余额以他的名字重新命名。
基布尔于1998年从国家物理实验室退休，成为一名流动顾问。他还透露了成为一名计量学家的秘密:“坚持到固执的地步，对手头的问题着迷，决心花尽可能长的时间来克服它，最后需要得到尽可能正确的测量结果，这可能需要数年时间。”这解释了为什么我从未成为一名计量学家。
鸣谢
我要感谢至高无上的计量学家Michael de Podesta (@Protons4B谢谢你很久以前就提出了基布尔的建议，并在许多问题上让我明白了。
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