世界上最常用的计量系统国际单位制 (SI) 在 2019 年重新定义。从那时起，需要根据自然常数来定义单位，即自然规律是固定不变的。没有不确定性，例如光速——而不是任意参考。

这意味着需要通过实验实现将系统的许多单元与常数联系起来的新研究。

“重新定义引起了对新认识的需求，”Jukka Pekola 教授说。

阿尔托大学的研究人员现在发现了一种有前途的新方法，可以将瓦特(功率单位)与自然常数联系起来。他们相信他们的方法可以为新的功率标准指明道路;也就是说，一种产生已知功率的新方法，可以与其他电源和检测器进行比较。

研究人员开发了一种将频率转换为功率的设备。频率是一个可以以低不确定性设置的量，因此它为新标准提供了坚实的基础。

“频率可以非常、非常精确地定义。如果你能以已知的方式使其他量依赖于频率，那么你就有了一个非常准确的标准，”Pekola 说。

此外，研究人员发现，这种依赖性遵循一个简单的规律，具有准确性和鲁棒性。

“这些特征增加了使用这种方法作为标准的机会，”博士生 Marco Marín Suárez 说。

“基本上，这是一种实现瓦特或能量通量的潜在新方法，只需设置以前已知的数量，”Marín Suárez 描述道。

在实验中，电力是由一个单电子晶体管在其旋转栅门操作中产生的。Pekola 之前已证明该设备可用作电流单位安培的潜在标准。它由一个小的金属岛、源极和漏极引线和一个栅电极构成，它可以处理非常小的功率。

从提案到实际接受的新标准的道路很长。阿尔托的研究人员希望他们的工作接下来会引起计量学家的注意，他们将通过更精确的测量进一步推动这项工作。

“第一个实验还没有达到计量水平。不过，我们可以证明这个原理是有效的，而且我们还展示了主要错误的来源。计量界是否会采用这种方法还有待观察”佩科拉总结道。

研究人员现在试图通过描述频率到功率转换定律如何适应他们的方法来推动他们的提议。这将提高可以校准小功率的精度。

这些实验是在 OtaNano 国家研究基础设施中进行的。Pekola 教授的团队是 QTF 卓越中心和芬兰量子研究所 InstituteQ 的一部分。