Zobrazení zdroje stránky Nové definice SI

[[Soubor:Standard kilogram, 2.jpg|náhled|Mezinárodní prototyp kilogramu je už jen historickým artefaktem. (Na snímku je kopie č.&nbsp;4 v&nbsp;[[Národní institut standardů a technologie|NIST]], [[Spojené státy americké|USA]].)|alt=Černobílá fotografie, kde můžeme vidět prototyp kilogramu postaveném na stolku.]]
[[Mezinárodní výbor pro míry a váhy]] (CIPM) navrhl v&nbsp;roce 2011 změnu definic základních jednotek [[Soustava SI|soustavy SI]],<ref name="resolution"/><ref name="brochure"/> která byla přijatá v&nbsp;roce 2018 a vstoupila v&nbsp;platnost v&nbsp;květnu 2019. Sada sedmi základních jednotek jako takových zůstala zachována: [[metr]], [[kilogram]], [[sekunda]], [[kelvin]], [[ampér]], [[kandela]] a&nbsp;[[mol (jednotka)|mol]]. Staré definice sekundy, metru a kandely byly považovány za vyhovující, a proto se změnily jen jejich formulace s&nbsp;ohledem na jednotný formát pro všechny jednotky. Definice kilogramu, ampéru, kelvinu a molu byly ale principiálně změněny tak, že každá z&nbsp;těchto jednotek je pevně spjata s&nbsp;určitou neměnnou vlastností přírody. Důležitým požadavkem na nové definice byla samozřejmě [[zpětná kompatibilita]], tedy aby nové jednotky byly stejně velké jako stávající s&nbsp;maximální dosažitelnou přesností.

Protože byly splněny všechny klíčové podmínky požadované pro zavedení (přesnost nových metod, realizace etalonů<ref name="Johnston_2016" /> i nová adjustace fundamentálních fyzikálních konstant<ref name="Newell_2017" />), [[Generální konference pro míry a váhy]] (CGPM) schválila změnu definic na svém 26.&nbsp;zasedání ve [[Versailles (Francie)|Versailles]] 16. listopadu 2018.<ref name="CT24_2018">ČT24: Kilogram se scvrkl. Vědci teď změnili jeho definici. [https://ct24.ceskatelevize.cz/veda/2653940-kilogram-se-scvrkl-vedci-ted-zmenili-jeho-definici Dostupné online].</ref><ref name="Kulhánek_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Kulhánek
 | jméno = Petr
 | titul = Už není kilo to, co dříve bylo
 | periodikum = Aldebaran bulletin
 | odkaz na periodikum = 
 | vydavatel = Aldebaran Group for Astrophysics & [[Štefánikova hvězdárna]] v Praze
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 30
 | ročník = 16
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 43
 | datum přístupu = 2018-12-04
 | url = https://www.aldebaran.cz/bulletin/2018_43_kil.php
 | issn = 1214-1674
}}</ref><ref name=":0">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Banks
 | jméno = Michael
 | titul = Kilogram finally redefined as world’s metrologists agree to new formulation for SI units
 | periodikum = PhysicsWorld
 | vydavatel = IOP Publishing
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 16
 | url = https://physicsworld.com/a/kilogram-finally-redefined-as-worlds-metrologists-agree-to-new-formulation-for-si-units/
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Změna vstoupila v&nbsp;platnost 20.&nbsp;května 2019, tedy symbolicky ve [[Světový den metrologie]], který je výročím přijetí [[Metrická konvence|Metrické konvence]].<ref name="CT24_2018"/><ref name="day"/>

Řada autorů{{Fakt/dne|20190424195745|}}<ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = 
| jméno = 
| titul = Unresolved concerns about the “new SI”
| url = https://www.researchgate.net/publication/257455654_Unresolved_concerns_about_the_new_SI
| vydavatel = 
| místo = 
| datum vydání = 
| datum přístupu = 2011
}}</ref> vyjadřuje kritiku vůči některým definicím - včetně toho, že návrh nedokázal řešit dopad rozbití vazby mezi definicí [[dalton (jednotka)|daltonu]] a definicemi [[kilogram]]u, [[Mol (jednotka)|molu]] a [[Avogadrova konstanta|Avogadrovy konstanty]].

== Motivace ke změně ==
[[Soubor:Unit_relations_in_the_old_SI.svg|náhled|Závislosti jednotek SI před změnou; prototyp kilogramu ovlivňoval 4 ze 7&nbsp;jednotek.]]
Kilogram je jako poslední z&nbsp;jednotek SI definován fyzickým [[etalon]]em, mezinárodním prototypem kilogramu, se kterým je třeba porovnávat hmotnosti všech ostatních těles. Nelze ovšem zaručit, že hmotnost prototypu je absolutně stálá. Porovnávání s&nbsp;kanonickými kopiemi spíše naznačuje, že relativní [[nejistota měření]] je v&nbsp;řádu 10<sup>−8</sup>, tedy že hmotnost prototypu se přes veškerou snahu časem mění řádově o desítky mikrogramů. Přitom na definici kilogramu v&nbsp;současnosti závisí i jednotky ampér, mol a kandela, takže i jejich hodnoty mohou být považovány za časově ne zcela stabilní. Z&nbsp;těchto důvodů vznikla iniciativa definovat všechny jednotky pouze slovně, na základě neměnných vlastností přírody, k&nbsp;jejichž realizaci není potřeba konkrétní etalon.<ref name="Kulhánek_2008">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Kulhánek
 | jméno = Petr
 | titul = Budou mít fundamentální konstanty přesné hodnoty?
 | periodikum = Aldebaran bulletin
 | odkaz na periodikum = 
 | vydavatel = Aldebaran Group for Astrophysics & [[Štefánikova hvězdárna]] v Praze
 | rok vydání = 2008
 | měsíc vydání = červenec
 | den vydání = 11
 | ročník = 6
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 29
 | datum přístupu = 2018-12-04
 | url = https://www.aldebaran.cz/bulletin/2008_29_sil.php
 | issn = 1214-1674
}}</ref><ref name="Horký_2015">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Horký
 | jméno = Miroslav
 | příjmení2 = Kulhánek
 | jméno2 = Petr
 | titul = Návrh nové definice soustavy jednotek SI
 | periodikum = Aldebaran bulletin
 | odkaz na periodikum = 
 | vydavatel = Aldebaran Group for Astrophysics & [[Štefánikova hvězdárna]] v Praze
 | rok vydání = 2015
 | měsíc vydání = srpen
 | den vydání = 21
 | ročník = 13
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 31
 | datum přístupu = 2018-12-04
 | url = https://www.aldebaran.cz/bulletin/2015_31_sis.php
 | issn = 1214-1674
}}</ref><ref name="Lázňovský_2011">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Lázňovský 
 | jméno = Matouš 
 | titul = Tak nám vezmou pařížský kilogram. A mol, ampér i kelvin
 | periodikum = Technet.cz
 | odkaz na periodikum = iDNES.cz
 | vydavatel = [[MAFRA|MAFRA, a. s]]
 | rok vydání = 2011
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 30
 | url = https://technet.idnes.cz/tak-nam-vezmou-parizsky-kilogram-a-mol-amper-i-kelvin-p0f-/veda.aspx?c=A111129_184247_veda_mla
}}</ref><ref name="resolution"/>

Současná definice kelvinu, jednotky [[termodynamická teplota|termodynamické teploty]], je vázána na pevnou vlastnost přírody: teplotu [[trojný bod|trojného bodu]] [[voda|vody]]. To se zdá být principiálně správné, ale praktická realizace naráží na problémy. Přesná teplota trojného bodu až příliš závisí na chemické čistotě a [[izotop]]ovém složení použité vody. Navíc je technicky obtížné tuto definici používat při velmi nízkých teplotách, blízkých [[absolutní nula|absolutní nule]]. Proto i kelvin má být definován novým způsobem.<ref name="Lázňovský_2011"/><ref name="resolution"/>

Současná definice ampéru (a všech jednotek od něj odvozených) na základě [[magnetické pole|magnetické]] [[síla|síly]] působící mezi nekonečně dlouhými [[Elektrický vodič|vodiči]] s&nbsp;[[elektrický proud|elektrickým proudem]] rovněž naráží na problémy při praktické realizaci. Z&nbsp;toho důvodu už mnoho národních standardizačních úřadů používá etalony elektrických veličin založené na [[kvantový Hallův jev|kvantovém Hallově jevu]] resp. [[Josephsonův jev|Josephsonově jevu]], jejichž [[elektrický odpor]] resp. [[elektrické napětí]] má fyzikálně jednoznačný vztah k&nbsp;hodnotě [[Planckova konstanta|Planckovy konstanty]] a [[elementární náboj|elementárního náboje]]. Navržené definice se přizpůsobily této praxi.<ref name="Kulhánek_2008"/><ref name="Lázňovský_2011"/><ref name="Horký_2015" /><ref name="resolution"/>

== Základní idea nových definic ==
V&nbsp;minulosti se velmi osvědčily stávající definice jednotek sekunda a metr. Pouze tyto dvě jednotky zůstanou v&nbsp;novém systému absolutně stejně velké jako dříve. Sekunda je definována na základě vlastností [[atom]]u [[cesium|cesia]], které jsou považovány za zcela stabilní, a v&nbsp;praxi je úspěšně realizována [[atomové hodiny|atomovými hodinami]] (tzv. [[cesiový standard]]). Metr je definován s&nbsp;využitím předchozí definice sekundy na základě pevné hodnoty [[rychlost světla|rychlosti světla]] ve vakuu, která patří mezi základní [[fyzikální konstanty]]. Praktičnost těchto definic motivuje snahu formulovat definice ostatních jednotek stejným způsobem: ''stanovením přesné číselné hodnoty určité fyzikální konstanty''.<ref name="Kulhánek_2018" />

Pro snazší pochopení nového systému a zdůraznění této základní myšlenky jsou definice všech 7 základních jednotek přeformulovány tak, aby byla explicitně uvedena konstanta, jejíž číselná hodnota je definicí fixována. Jde o principiálně stejný způsob, jakým se ve [[fyzika|fyzice]] běžně definují [[Přirozená soustava jednotek|přirozené jednotky]].<ref name="brochure"/>

== Volba konstant ==
Definice sedmi základních jednotek vyžaduje stanovit číselné hodnoty vybraných sedmi fyzikálních veličin, které jsou obecně považovány za konstantní. CIPM ve svém návrhu, aktualizovaném začátkem roku 2018, zvolil tyto konstanty<ref name="Kulhánek_2018" /><ref name="Draft9_2018">BIPM: Draft of the ninth SI Brochure, 5. únor 2018. [https://www.bipm.org/utils/en/pdf/si-revised-brochure/Draft-SI-Brochure-2018.pdf Dostupné online] {{Wayback|url=https://www.bipm.org/utils/en/pdf/si-revised-brochure/Draft-SI-Brochure-2018.pdf |date=20190524012213 }} (anglicky)</ref> (návrh již respektuje novou speciální adjustaci konstant CODATA 2017<ref name="Newell_2017">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Newell
 | jméno = David B. 
 | spoluautoři = ''et al''
 | titul = The CODATA 2017 Values of ''h'', ''e'', ''k'', and ''N''<sub>A</sub> for the Revision of the SI
 | periodikum = Metrologia
 | vydavatel = BIPM & IOP Publishing Ltd.
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = říjen
 | den vydání = 20
 | ročník = 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 
 | kapitola = III. Results, Table III
 | strany = 
 | poznámka = akceptovaný rukopis
 | url = http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aa950a
 | issn = 1681-7575
 | doi = 10.1088/1681-7575/aa950a
 | jazyk = anglicky
}}</ref>):

* [[frekvence]] [[elektromagnetické záření|záření]], které vzniká při přechodu atomu [[cesium|cesia]] 133 mezi dvěma energetickými hladinami [[velmi jemná struktura|velmi jemné struktury]] základního stavu: Δ''ν''<sub>Cs</sub>&nbsp;=&nbsp;9&nbsp;192&nbsp;631&nbsp;770&nbsp;[[hertz|Hz]];
* [[rychlost světla]] ve [[vakuum|vakuu]]: ''c''&nbsp;=&nbsp;299&nbsp;792&nbsp;458&nbsp;m/s;
* [[Planckova konstanta]]: ''h''&nbsp;=&nbsp;6,626&nbsp;070&nbsp;15×10<sup>−34</sup>&nbsp;J&nbsp;s;
* [[elementární náboj]]: ''e''&nbsp;=&nbsp;1,602&nbsp;176&nbsp;634×10<sup>−19</sup>&nbsp;C;
* [[Boltzmannova konstanta]]: ''k''&nbsp;=&nbsp;1,380&nbsp;649×10<sup>−23</sup>&nbsp;J/K;
* [[Avogadrova konstanta]]: ''N''<sub>A</sub>&nbsp;=&nbsp;6,022&nbsp;140&nbsp;76×10<sup>23</sup>&nbsp;mol<sup>−1</sup>;
* [[světelná účinnost]] monochromatického záření o frekvenci 540&nbsp;THz: ''K''<sub>cd</sub>&nbsp;=&nbsp;683&nbsp;lm/W.

== Znění definic ==
Nové definice jednotek<ref name="Draft9_2018" /> jsou uvedeny v&nbsp;takovém pořadí, aby každá závisela pouze na definicích již uvedených. Z&nbsp;toho je zřejmé, že nenastává [[definice kruhem]]. Pro srovnání jsou uvedeny i definice platné do května 2019.

=== Sekunda ===
;Stará definice
:''Sekunda je doba trvání 9&nbsp;192&nbsp;631&nbsp;770 period záření odpovídajícího přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133.''
Později bylo upřesněno, že atom cesia musí být v&nbsp;klidu a teplota pozadí blízká 0&nbsp;K. Ze [[třetí termodynamický zákon|třetího zákona termodynamiky]] plyne, že teplota absolutní nuly je nedosažitelná. Lze se k&nbsp;ní však libovolně přiblížit. Podmínku nulové termodynamické teploty je třeba chápat tak, že cesiové hodiny musí provádět korekce s&nbsp;ohledem na teplotu pozadí.
;Návrh nové definice
{{Citát v rámečku|[[Sekunda]], značka „s“, je jednotka [[čas]]u v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty cesiové frekvence Δ''ν''<sub>Cs</sub>, tedy [[frekvence]] přechodu mezi hladinami [[velmi jemná struktura|velmi jemného]] rozštěpení neporušeného základního stavu atomu [[cesium|cesia]]&nbsp;133, aby byla rovna 9&nbsp;192&nbsp;631&nbsp;770, je-li vyjádřena jednotkou [[hertz|Hz]], rovnou s<sup>−1</sup>.}}
Nová formulace je obsahově zcela shodná se stávající, včetně podmínek pro emisi záření. Neporušeným stavem se rozumí stav izolovaného atomu cesia nenarušený žádným vnějším polem, tedy ani zářením černého tělesa odpovídajícím teplotě okolního prostředí. Časem se rozumí [[vlastní čas]] z&nbsp;pohledu [[Obecná teorie relativity|obecné teorie relativity]]. Nově definované podmínky jsou tak totožné s&nbsp;podmínkami předchozí definice (v&nbsp;klidu při teplotě 0&nbsp;K). Liší se jen formálně, aby definice měla stejný formát jako ostatní navrhované definice, čímž vynikne idea, že každá jednotka je svázána s&nbsp;určitou neměnnou vlastností přírody.

Až na formální znění tedy zůstala definice sekundy nezměněna. Vzhledem k&nbsp;pokroku v&nbsp;metrologii času a frekvence se však uvažuje o budoucí [[#Uvažovaná budoucí redefinice sekundy|faktické redefinici i u sekundy]], která by měla vstoupit v&nbsp;platnost ještě před rokem 2030, podle předběžných předpokladů nejspíše v&nbsp;roce 2026.<ref name="CCTF_2016"/><ref name="Riehle_2018"/> Precizní definice a realizace sekundy je velmi důležitá, protože v&nbsp;novém systému jsou definice všech jednotek kromě molu od sekundy odvozené.

=== Metr ===
;Stará definice
:''Metr je vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za dobu 1/299&nbsp;792&nbsp;458 sekundy.''
;Nová definice
{{Citát v rámečku|[[Metr]], značka „m“, je jednotka [[délka|délky]] v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty [[rychlost světla|rychlosti světla]] ve vakuu ''c'', aby byla rovna 299&nbsp;792&nbsp;458, je-li vyjádřena jednotkou m&nbsp;s<sup>−1</sup>, kde sekunda je definována pomocí cesiové frekvence Δ''ν''<sub>Cs</sub>.}}
Také zde jsou obě formulace ekvivalentní. Definicí metru je přesně stanovena [[vlnová délka]] [[mikrovlny|mikrovlnného]] záření, které je uvedeno v&nbsp;definici sekundy, vztahem
:<math>\lambda = \frac{c}{f} = \frac{299792458}{9192631770}\,\mathrm{m} \approx 3{,}2612\dots\,\mathrm{cm}\,.</math>
Porovnání neznámé vzdálenosti s&nbsp;touto vlnovou délkou lze provádět [[interferometr]]icky.

=== Kilogram ===
;Stará definice
:''Kilogram je jednotka hmotnosti; je rovna hmotnosti mezinárodního prototypu kilogramu.''
;Nová definice
{{Citát v rámečku|[[Kilogram]], značka „kg“, je jednotka [[hmotnost]]i v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty [[Planckova konstanta|Planckovy konstanty]] ''h'', aby byla rovna 6,626&nbsp;070&nbsp;15×10<sup>−34</sup>, je-li vyjádřena jednotkou [[joule|J]]&nbsp;s, rovnou kg&nbsp;m<sup>2</sup>&nbsp;s<sup>−1</sup>, kde metr a sekunda jsou definovány pomocí ''c'' a Δ''ν''<sub>Cs</sub>.}}
Toto byla nejpodstatnější z&nbsp;přijatých změn. Definice založená na prototypu byla v&nbsp;platnosti již od první konference [[Generální konference pro míry a váhy|CGPM]] v&nbsp;roce 1889 a bylo zřejmé, že má své meze. Spojení se základní fyzikální konstantou nově umožnilo, aby velikost kilogramu a všech jednotek od něj odvozených byla spolehlivě časově stabilní. Planckova konstanta ''h'' je základní konstantou [[kvantová teorie|kvantové teorie]], kde určuje mimo jiné vztah mezi energií a frekvencí [[foton]]u: ''E''=''hf''. [[Speciální teorie relativity]] poskytuje vztah mezi energií a hmotností, kde konstantou úměrnosti je rychlost světla ve vakuu: [[E=mc²|''E''=''mc''²]]. Tyto dva fyzikální zákony umožňují odvodit definici kilogramu od číselné hodnoty Planckovy konstanty. K&nbsp;měření hmotnosti podle nových definic lze v&nbsp;praxi použít [[wattové váhy]], přičemž se využije i nová definice ampéru.

=== Ampér ===
;Stará definice
:''Ampér je stálý elektrický proud, který protéká dvěma rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči o zanedbatelném průřezu umístěnými ve vakuu 1&nbsp;m od sebe, jestliže mezi vodiči působí magnetická [[síla]] o velikosti 2×10<sup>−7</sup> [[newton]]u na jeden metr délky vodiče.''
Vyjádřeno jinými slovy: „[[Permeabilita|Permeabilita vakua]] <math>\mu_0</math> má hodnotu přesně <math>4\pi\times 10^{-7}</math>&nbsp;[[henry|H]]/[[metr|m]].“
;Nová definice
{{Citát v rámečku|[[Ampér]], značka „A“, je jednotka [[elektrický proud|elektrického proudu]] v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty [[elementární náboj|elementárního náboje]], aby byla rovna 1,602&nbsp;176&nbsp;634×10<sup>−19</sup>, je-li vyjádřena jednotkou [[coulomb|C]], rovnou A&nbsp;s, kde sekunda je definována pomocí Δ''ν''<sub>Cs</sub>.}}
Zafixování elementárního náboje a Planckovy konstanty stanovuje přesně také hodnotu Josephsonovy konstanty <math>K_{\mathrm J} = 2e/h \approx 484\,\mathrm{THz/V}</math> a von Klitzingovy konstanty <math>R_{\mathrm K} = h/e^2 \approx 25{,}8\,{\mathrm k\Omega}</math>, které se vyskytují ve vztazích pro [[Josephsonův jev]] resp. [[kvantový Hallův jev]]. Tímto způsobem lze vytvořit etalony [[elektrické napětí|elektrického napětí]] ''U'' a [[elektrický odpor|elektrického odporu]] ''R''. Realizace ampéru je pak založena na aplikaci [[Ohmův zákon|Ohmova zákona]] <math>I=U/R</math>. Druhou možností je využití jednoelektronové pumpy s&nbsp;přesným taktováním, čímž by byl uzavřen tzv. [[metrologický trojúhelník]].{{#tag:ref|Jednoelektronové pumpy s&nbsp;laditelným taktováním se realizují polovodičovými přechody<ref name="Giblin_2017">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Giblin
 | jméno = S. P. 
 | příjmení2 = Bae
 | jméno2 = M.-H. 
 | příjmení3 = Ahn
 | jméno3 = Ye-Hwan 
 | příjmení4 = Kataoka
 | jméno4 = M. 
 | titul = Robust operation of a GaAs tunable barrier electron pump
 | periodikum = Metrologia
 | vydavatel = BIPM & IOP Publishing Ltd.
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 5
 | ročník = 54
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 3
 | strany = 299–306
 | url = http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aa634c
 | issn = 1681-7575
 | doi = 10.1088/1681-7575/aa634c
 | jazyk = anglicky
}}</ref> nebo tzv. hybridními elektronickými turnikety využívajícími přechodu mezi normální a [[supravodivost|supravodivou]] fází. Nejpřesnějším typem jsou pumpy s&nbsp;metalickými ostrůvky, využívající [[tunelový jev]] přes přechodovou bariéru; jsou však natolik pomalé, že pro proudový etalon jsou nevyhovující. V&nbsp;roce 2013 se při spolupráci britských výzkumných týmů [[National Physical Laboratory|NPL]] a [[Cavendish laboratory|Cavendishovy laboratoře]] podařilo vytvořit jednoelektronovou pumpu na bázi [[grafen]]u, který má chování podobné kovu, a přitom umožňuje rychlý průchod elektronů pumpou. Přitom může být dosaženo [[frekvence]] řádu giga[[hertz]]ů, požadované pro proudový etalon. Stala se tak nejvýznamnějším současným kandidátem na přímou realizaci nově definovaného ampéru.<ref name="Connolly_2013">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Connolly
 | jméno = M. R.
 | spoluautoři = CHIU, K. L.; GIBLIN, S. P.; KATAOKA, M.; FLETCHER, J. D.; CHUA, C.; GRIFFITHS, J. P.; JONES, G. A. C.; FAĽKO, V. I.; SMITH, C. G.; JANSSEN T. J. B. M.
 | titul = Gigahertz quantized charge pumping in graphene quantum dots
 | periodikum = Nature Nanotechnology
 | odkaz na periodikum = Nature
 | rok vydání = 2013
 | měsíc vydání = květen
 | den vydání = 12
 | ročník = 8
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 6
 | strany = 417–420
 | url = http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n6/full/nnano.2013.73.html
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://arxiv.org/pdf/1207.6597v1
 | issn = 1748-3395
 | doi = 10.1038/nnano.2013.73
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Dumé_2013">DUMÉ, Belle: Redefining the ampere with the help of graphene? ''Physics.World.com'', 28. květen 2013. [http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/may/28/redefining-the-ampere-with-the-help-of-graphene Dostupné online] (anglicky)</ref>|group="pozn."}}

=== Kelvin ===
;Stará definice
:''Kelvin, jednotka termodynamické teploty, je rovna zlomku 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody.''
;Nová definice
{{Citát v rámečku|[[Kelvin]], značka „K“, je jednotka [[termodynamická teplota|termodynamické teploty]] v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty [[Boltzmannova konstanta|Boltzmannovy konstanty]], aby byla rovna 1,380&nbsp;649×10<sup>−23</sup>, je-li vyjádřena jednotkou [[joule|J]]&nbsp;K<sup>−1</sup>, rovnou kg&nbsp;&nbsp;m<sup>2</sup>s<sup>−2</sup>&nbsp;K<sup>−1</sup>, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány pomocí ''h'', ''c'' a Δ''ν''<sub>Cs</sub>.}}
Boltzmannova konstanta <math>k</math> je základní konstantou [[statistická fyzika|statistické fyziky]], kde spojuje [[entropie|entropii]] s&nbsp;[[rozdělení pravděpodobnosti|rozdělením pravděpodobnosti]] mikrostavů [[termodynamický systém|systému]]. Jako konstanta úměrnosti se objevuje ve [[stavová rovnice|stavové rovnici]] ideálního [[plyn]]u. Určuje také vztah mezi teplotou plynu a [[kinetická energie|pohybovou energií]] jeho [[molekula|molekul]] ([[ekvipartiční teorém]]). Nová definice kelvinu umožňuje převést měření teploty na měření energie částic, což je v&nbsp;mnoha případech jednodušší, zejména při teplotách extrémně vysokých nebo nízkých.

=== Mol ===
;Stará definice
:''Mol je látkové množství systému, který obsahuje stejný počet elementárních entit, kolik je atomů v&nbsp;0,012&nbsp;kg uhlíku <sup>12</sup>C.''
Tato definice svazuje látkové množství s&nbsp;hmotností. Lze ji vyjádřit slovy: „[[Relativní atomová hmotnost]] uhlíku&nbsp;12 je přesně 12.“
;Nová definice
{{Citát v rámečku|[[Mol (jednotka)|Mol]], značka „mol“, je jednotka [[látkové množství|látkového množství]] v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty [[Avogadrova konstanta|Avogadrovy konstanty]], aby byla rovna 6,022&nbsp;140&nbsp;76×10<sup>23</sup>, je-li vyjádřena jednotkou mol<sup>−1</sup>.}}
Z&nbsp;nové definice je více zřejmé, že látkové množství <math>n</math> je veličina zcela nezávislá na ostatních šesti základních veličinách a jednoduše odpovídá počtu <math>N</math> [[částice|částic]] vybraného typu ve vzorku [[látka|látky]] <math>n=\frac{N}{N_{\mathrm A}}</math>.

=== Kandela ===
;Stará definice
:''Kandela je svítivost zdroje, který vydává monochromatické záření o frekvenci 540×10<sup>12</sup>&nbsp;Hz, jehož intenzita v&nbsp;daném směru je 1/683&nbsp;wattů na steradián.''
;Nová definice
{{Citát v rámečku|[[Kandela]], značka „cd“, je jednotka [[svítivost]]i v&nbsp;SI. Je definována fixací číselné hodnoty [[světelná účinnost|světelné účinnosti]] monochromatického záření o frekvenci 540×10<sup>12</sup>&nbsp;Hz, ''K''<sub>cd</sub>, aby byla rovna 683, je-li vyjádřena jednotkou [[lumen|lm]]&nbsp;W<sup>−1</sup>, rovnou cd&nbsp;sr&nbsp;[[watt|W]]<sup>−1</sup>, nebo cd&nbsp;[[steradián|sr]]&nbsp;kg<sup>−1</sup>&nbsp;m<sup>−2</sup>&nbsp;s<sup>3</sup>, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány pomocí ''h'', ''c'' a Δ''ν''<sub>Cs</sub>.}}
Rozdíl mezi těmito definicemi je pouze ve formulacích. Přesto v&nbsp;novém systému není jednotka kandela absolutně stejně velká, protože závisí na definici kilogramu.

== Vztahy mezi jednotkami ==
[[Soubor:Unit relations in the new SI.svg|náhled|Vztahy mezi základními jednotkami nového systému&nbsp;SI a přírodními konstantami]]
Jednotka mol, která ve stávajícím systému závisí na [[definice|definici]] kilogramu, je v&nbsp;novém systému zcela nezávislá na ostatních jednotkách. Tím je zvýrazněna odlišnost veličin hmotnost a látkové množství. Všechny ostatní jednotky naopak odkazují na definici sekundy, která je i nadále určena osvědčeným [[cesiový standard|cesiovým standardem]], nezávisle na ostatních základních jednotkách. Definice metru nadále vychází z&nbsp;definice sekundy a de facto určuje vlnovou délku zmíněného záření cesiového atomu podle vztahu <math>\lambda=c/f</math>. Nová definice kilogramu je vedle [[Planckova konstanta|Planckovy konstanty]] založena na definicích metru a sekundy.

Ostatní závislosti jsou graficky vyznačeny v&nbsp;obrázku. Každé ze sedmi základních jednotek odpovídá hodnota jedné [[fyzikální konstanty]]. Srovnání s&nbsp;grafem v&nbsp;úvodu tohoto textu ukazuje, že ampér ani mol v&nbsp;novém systému nepoužívají definici kilogramu, ale nově na ní závisí kelvin.

== Některé důsledky návrhu ==
Normativní určení hodnot vybraných fundamentálních konstant má vliv na další důležité fyzikální konstanty. Některé konstanty a převodní faktory původně zatížené nejistotami měření jsou v&nbsp;novém systému jednotek známy zcela přesně.<ref name="Horký_2015" /> Mezi ně patří:
* [[molární plynová konstanta]] <math>R = N_{\mathrm A} k \approx 8{,}31\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}</math>,
* [[Faradayova konstanta]] <math>F = N_{\mathrm A} e \approx 9{,}65 \times 10^4 \,\mathrm{C/mol}</math>,
* [[Stefanova–Boltzmannova konstanta]] <math>\sigma = \frac{2\pi^5k^4} {15h^3c^2} \approx 5{,}67 \times 10^{-8} \,\mathrm{W\,m^{-2}\,K^{-4}}</math>,
* [[Wienova konstanta]] <math>b = \frac{hc}{k \mathrm{x}} \approx 2{,}90 \,\mathrm{mm\,K}</math> (číselný faktor <math>\mathrm{x} \approx 4{,}97</math> je přesně určený<ref group="pozn."><math>\mathrm{x}\,</math> je řešení rovnice <math>\mathrm{x}\mathrm{e}^{\mathrm{x}} = 5(\mathrm{e}^{\mathrm{x}}-1)\,</math> a je rovno <math>\mathrm{x}\,</math>&nbsp;=&nbsp;4,965&nbsp;114&nbsp;231...</ref>),
* [[Josephsonova konstanta]] <math>K_{\mathrm J} = 2e/h \approx 484\,\mathrm{THz/V}</math>,
* [[von Klitzingova konstanta]] <math>R_{\mathrm K} = h/e^2 \approx 25{,}8\,{\mathrm k\Omega}</math>,
* přepočet mezi SI jednotkou energie [[joule]] a často používaným [[elektronvolt]]em, který je dán číselnou hodnotou elementárního náboje <math>1\,\mathrm{eV} \approx 1{,}60 \times 10^{-19}\,\mathrm{J}</math>.

U jiných konstant je situace opačná, původně byly stanoveny přesně a nově jsou zatíženy nejistotou. Zejména jde o vlastnosti fyzikálního [[vakuum|vakua]]:

* [[permeabilita vakua]]; ve starém systému přesně ''μ''<sub>0</sub>&nbsp;=&nbsp;4π×10<sup>−7</sup>&nbsp;[[henry|H]]/m (z definice ampéru), v&nbsp;novém systému je dána vztahem <math>\mu_0 = \frac{2h\alpha}{e^2c} = \frac{2\alpha}{c}R_{\mathrm K} = \frac{Z_0}{c}</math>, kde ''α'' je [[konstanta jemné struktury]],
* [[permitivita vakua]] <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{\mu_0 c^2} = \frac{e^2}{2hc\alpha} = \frac{1}{2\alpha c R_{\mathrm K}} = \frac{1}{Z_0 c} \approx 8{,}85\times10^{-12}\,\mathrm{F/m}</math>,
* [[impedance vakua]] <math>Z_0 = \mu_0 c = \sqrt{\frac{\mu_0}{\varepsilon_0}} = \frac{2h\alpha}{e^2} = 2\alpha R_{\mathrm K} \approx 377\,\mathrm{\Omega}</math>.

Konstanta <math>\alpha \approx 1/137</math> je [[bezrozměrná veličina]], takže její hodnotu nelze ovlivnit volbou systému jednotek, je nutné ji změřit. Tabulky CODATA 2018 uvádějí, že je známa s&nbsp;relativní nejistotou 1,5×10<sup>−10</sup>.<ref name="alpha"/> Stejnou nejistotou jsou v&nbsp;novém systému zatíženy i konstanty ''μ''<sub>0</sub>, ''ε''<sub>0</sub>, ''Z''<sub>0</sub>.

Newtonova [[gravitační konstanta]], ačkoli patří mezi fundamentální fyzikální konstanty, není užita v&nbsp;žádné z&nbsp;definic. Dosud totiž nikdo neobjevil způsob, jak určit její jednoznačnou hodnotu s&nbsp;dostatečnou přesností srovnatelnou s&nbsp;přesností jiných konstant. Dle tabulek CODATA 2018 je relativní nejistota 2,2×10<sup>−5</sup>, tedy o několik řádů vyšší než u jiných fundamentálních konstant.

=== Dalton ===
[[atomová hmotnostní konstanta#(Unifikovaná) atomová hmotnostní jednotka, dalton|''Dalton'']], jiným názvem ''atomová hmotnostní jednotka'', (značka Da nebo u) je jednotka hmotnosti často užívaná v&nbsp;[[chemie|chemii]] i v&nbsp;[[atomová fyzika|atomové]] a [[jaderná fyzika|jaderné fyzice]]. Velikost jednotky přibližně odpovídá hmotnosti [[nukleon]]ů, <math>1\,\mathrm{Da} \approx 1{,}66 \times 10^{-27} \,\mathrm{kg}</math>. Je to jediná jednotka závislá na experimentálně určované hodnotě, kterou [[Mezinárodní úřad pro míry a váhy]] (BIPM) povoluje užívat zároveň s&nbsp;SI. (Dříve měl tento status také [[elektronvolt]] a [[astronomická jednotka]], ale ty jsou již definovány přesně.) Dalton je definován jako 1/12 [[Klidová hmotnost|klidové hmotnosti]] atomu uhlíku <sup>12</sup>C v&nbsp;základním stavu. Ve starém systému SI to znamenalo, že platí přesný vztah mezi daltonem a Avogadrovou konstantou:
:<math>1\,\mathrm{Da} = 1\,\mathrm{g\,mol^{-1}} / N_{\mathrm A} \,</math>, který lze zapsat s&nbsp;využitím tzv. ''molární hmotnostní konstanty'', definované jako ''M''<sub>u</sub> = 1 g / mol, a ''[[atomová hmotnostní konstanta|atomové hmotnostní konstanty]]'' ''m''<sub>u</sub> = 1 Da veličinovou rovnicí
:<math>M_\mathrm{u} = N_\mathrm{A}m_\mathrm{u} \,.</math>
Nová definice molu fixuje Avogadrovu konstantu nezávisle na atomech uhlíku, čímž do výše uvedeného vztahu principiálně zasahuje.

Při redefinici se z&nbsp;důvodů kontinuity hodnot [[relativní atomová hmotnost|relativních atomových hmotností]] zachovala stávající definice atomové hmotnostní konstanty a tedy i daltonu pomocí experimentálně určené hmotnosti atomu uhlíku&nbsp;12. Přestala však platit přesná hodnota molární hmotnostní konstanty; ta má nyní stejnou relativní nejistotu jako atomová hmotnostní konstanta resp. dalton (čili atomová hmotnostní jednotka),<ref name="CCQM">Poradní výbor pro látkové množství (CCQM): ''Mise en pratique'' of the definition of the mole. Draft Přílohy 2 Příručky SI po redefinici základních jednotek. [[Mezinárodní úřad pro míry a váhy]], duben 2016. Dostupné online: [http://www.bipm.org/cc/CCQM/Allowed/22/CCQM16-04_Mole_m_en_p_draft.pdf PDF] (anglicky)</ref>{{#tag:ref|Určení hodnoty molární hmotnostní konstanty nebude přímé, neboť lze využít vztahu <math>M_\mathrm{u} = \frac{2N_\mathrm{A}h}{c} \frac{R_\infty}{\alpha^2 A_\mathrm{r}(e)}</math>, ve kterém konstanty v&nbsp;prvním zlomku budou mít po redefinici přesnou pevně danou hodnotu a [[Rydbergova konstanta]] ''R''<sub>∞</sub>, [[konstanta jemné struktury]] ''α'' a [[relativní atomová hmotnost]] [[elektron]]u ''A''<sub>r</sub>(''e'') ve druhém zlomku lze přímo určit přesněji.<ref name="CCQM" />|group="pozn."}} třebaže některé metrologické studie se dříve klonily k&nbsp;fixaci hodnoty ''M''<sub>u</sub> spojené však s&nbsp;nepatrnými změnami relativních atomových hmotností.<ref name="leonard"/>

== Průběh přípravy definic a jejich experimentální podpory ==
V&nbsp;roce 1999 konstatovala 21.&nbsp;konference [[Generální konference pro míry a váhy|CGPM]], že snaha o předefinování kilogramu je opodstatněná a národní laboratoře mají pokračovat v&nbsp;úsilí, které povede k&nbsp;jeho spojení s&nbsp;některou přírodní konstantou. V&nbsp;roce 2007 stanovila 23.&nbsp;konference CGPM podmínky, které musí být splněny před přijetím nových definic kilogramu, ampéru, kelvinu a molu. Na podzim roku 2011 konstatovala 24.&nbsp;konference CGPM, že podmínky sice ještě nejsou zcela splněny, ale došlo k&nbsp;významnému pokroku.<ref name="resolution"/> Aby všechny zúčastněné strany získaly podrobnější představu o chystaných změnách, byl zároveň vydán návrh nového znění brožury [[Mezinárodní úřad pro míry a váhy|BIPM]], která obsahuje definice jednotek a doporučuje způsoby zacházení s&nbsp;nimi.<ref name="brochure"/> Jak ukazuje aktualizované znění,<ref name="Draft9_2018" /> nové definice se od návrhu podstatně neliší, kromě upřesnění několika posledních platných číslic v&nbsp;hodnotách konstant a případných drobných formulačních změn, vycházejících z&nbsp;připomínek odborné obce k&nbsp;formulační korektnosti.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Chyla
 | jméno = W. T.
 | titul = On the structure of the New SI definitions of base units
 | periodikum = Metrologia
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = červen
 | den vydání = 5
 | ročník = 49
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 4
 | strany = L17-L19
 | url = http://iopscience.iop.org/0026-1394/49/4/L17
 | doi = 10.1088/0026-1394/49/4/L17
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Chyla
 | jméno = W. T.
 | titul = On the proposed redefinition of the mole
 | periodikum = Metrologia
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 29
 | ročník = 49
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 3
 | strany = L11-L13
 | url = http://iopscience.iop.org/0026-1394/49/3/L11
 | doi = 10.1088/0026-1394/49/3/L11
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

Rezoluce CGPM jsou připravovány [[Mezinárodní výbor pro míry a váhy|Mezinárodním výborem pro míry a váhy (CIMP)]], jemuž poskytují odborné poradenství jeho Poradní výbory.

;Kilogram, mol
Poradní výbor pro hmotnost a související veličiny (CCM – Consultative Committee for Mass and Related Quantities) při projednávání redefinice kilogramu pomocí univerzálních konstant doporučil, aby byly před redefinicí splněny mimo jiné následující podmínky:
* Pro redefinici kilogramu musejí být provedeny alespoň tři nezávislé experimenty potvrzující hodnoty Planckovy konstanty s&nbsp;relativní rozšířenou nejistotou (95&nbsp;%) ne větší než 5×10<sup>−8</sup>. Alespoň jedna z&nbsp;těchto hodnot by měla mít relativní standardní nejistotu menší (lepší) než 2×10<sup>−8</sup>. Do experimentů by měly být zahrnuty projekty [[Kibble balance]] a [[projekt Avogadro]].
* Pro každou z&nbsp;odpovídajících konstant by hodnoty vycházející z&nbsp;odlišných experimentů měly být konzistentní na [[hladina významnosti|hladině významnosti]] 95&nbsp;%.<ref>Report of the CCM to the CIPM. CCM, 15.&nbsp;květen 2007. [http://www.bipm.org/wg/CCM/CCM-WGSI-kg/Allowed/General/CCM_document_to_CCU-CIPM_May07.pdf Dostupné online] (anglicky)</ref>

V&nbsp;doporučení G1 (2013) ze svého 14.&nbsp;zasedání CCM přeformuloval první podmínku tak, že musí zahrnovat jak experimenty založené na wattových váhách, tak na XRCD (X-ray Crystal Density, tedy určení početní hustoty částic v&nbsp;krystalové mřížce pomocí rentgenového záření). Byly doplněny podmínky co nejpřímějšího porovnání s&nbsp;mezinárodním prototypem kilogramu a validace procedury budoucí realizace kilogramu v&nbsp;souladu se zásadami BIPM MRA.<ref>Report of the 14th CCM meeting to the CIPM. CCM, 21.-22. únor 2013. [http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCM14.pdf Dostupné online] {{Wayback|url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCM14.pdf |date=20140407081304 }} (anglicky)</ref>

První podmínku dosud splnily výsledky [[wattové váhy|wattových vah]] [[NIST]] (2007), projektu Avogadro (2011)<ref name="Stock_2012">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Stock
 | jméno = M.
 | titul = Watt balance experiments for the determination of the Planck constant and the redefinition of the kilogram
 | periodikum = Metrologia
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = prosinec 
 | den vydání = 4
 | ročník = 50
 | typ ročníku = svazek 
 | číslo = 1
 | strany = R1-R16
 | url = http://iopscience.iop.org/0026-1394/50/1/R1
 | doi = 10.1088/0026-1394/50/1/R1
 | jazyk = anglicky
}}</ref> a wattové váhy kanadského [[National Research Council|NRC]]. Ty dosáhly v&nbsp;roce 2014 nejistoty 2×10<sup>−8</sup> a jako první tak splnily druhou podmínku.<ref name="Robinson_2014" />

Porovnání posledních výsledků jednotlivých experimentů, kterým bylo věnováno samostatné číslo 2 svazku 51 časopisu Metrologia (2014), ukázalo velmi dobrou vzájemnou konzistenci výsledků. Pokrok tak již v&nbsp;roce 2014 naznačil, že redefinice (z pohledu podmínek pro nový kilogram a mol) mohla proběhnout v&nbsp;roce 2018,<ref name="Robinson_2014">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Robinson
 | jméno = Ian A.
 | titul = Watt and joule balances
 | periodikum = Metrologia
 | rok vydání = 2014
 | měsíc vydání = duben
 | ročník = 51
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 2
 | strany = S1-S3
 | url = http://iopscience.iop.org/0026-1394/51/2/S1
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://iopscience.iop.org/0026-1394/51/2/S1/pdf/0026-1394_51_2_S1.pdf
 | doi = 10.1088/0026-1394/51/2/S1
 | jazyk = anglicky
}}</ref> [[Generální konference pro míry a váhy]] schválila změnu definice na svém 26.&nbsp;zasedání ve [[Versailles (Francie)|Versailles]] 16. listopadu 2018.

;Ampér

U redefinice ampéru byla situace ještě příznivější. Pro 3 ohmicky vzájemně závislé veličiny – elektrický proud, napětí a odpor – existují principiálně vhodné realizace etalonů kvantovaných hodnot závislých pouze na univerzálních konstantách – pro proud jednoelektronová pumpa (proud závisí pouze na elementárním náboji ''e'' a taktovací frekvenci), pro napětí Josephsonův přechod (napětí závisí pouze na taktovací frekvenci a Josephsonově konstantě, tedy jen na univerzálních konstantách ''h'', ''e'') a pro odpor zařízení pro kvantový Hallův jev (odpor je realizován jako násobek von Klitzingovy konstanty, závislé též jen na univerzálních konstantách ''h'', ''e''). Praktické realizace však mohou být zatížené sice malými, ale pro velmi přesnou metrologii nezanedbatelnými nejistotami (ať už reálně zjištěnými, jako elektronický šum u zařízení pro kvantový Hallův jev, nebo způsobenými hypotetickými dalšími vlivy). Proto je snaha nejen o zvyšování přesnosti takových etalonů, ale i o hledání nezávislých způsobů realizace, umožňujících s&nbsp;obdobnou přesností vyloučit vliv skrytých systematických chyb.

V&nbsp;roce 2012 se podařilo vytvořit polovodičový obvod, který může sloužit jako standardizovaný etalon kvantovaných hodnot elektrického napětí, realizovaný na principu odlišném od Josephsonova jevu. Vzájemné provázání prvků pro kvantový etalon proudu a odporu (sériové zapojení jednoelektronové pumpy a zařízení pro kvantový Hallův jev) v&nbsp;jednom polovodičovém obvodu představuje fyzikálně nezávislou realizaci napětí a umožňuje vyloučit případné systematické nejistoty josephsonovsky realizovaných napětí vyplývající z&nbsp;hypotetických (i když prokazatelně velmi malých) korekcí dalších vlivů daných fyzikou polovodičů.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Hohls
 | jméno = F.
 | příjmení2 = Welker
 | jméno2 = A. C.
 | autor3 = LEICHT, Ch.; FRICKE, L.; KAESTNER, B.; MIROVSKY, P.; MÜLLER, A.; PIERZ, K.; SIEGNER, U.; SCHUMACHER, H. W. 
 | titul = Semiconductor Quantized Voltage Source
 | periodikum = Physical Review Letters
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = červenec
 | den vydání = 31
 | ročník = 109
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 5
 | strany = e056802
 | url = http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i5/e056802
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://arxiv.org/pdf/1103.1746v1
 | issn = 1079-7114
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.109.056802
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>[http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/21/integrated-quantum-chip-may-help-close-quantum-metrology-triangle Integrated quantum chip may help close quantum metrology triangle] (popularizační článek k&nbsp;předchozí referenci), ''PhysicsWorld'', 21. srpen 2012 (anglicky)</ref>

V&nbsp;roce 2013 se britským vědcům podařilo vytvořit jednoelektronovou pumpu na bázi [[grafen]]u, u které může být dosaženo taktovací [[frekvence]] řádu giga[[hertz]]ů, požadované pro proudový etalon. Stala se tak (vedle nepřímého stanovení přes kvantované napětí a odpor) nejvýznamnějším současným kandidátem na přímou realizaci nově definovaného ampéru.<ref name="Connolly_2013" /><ref name="Dumé_2013" />

Vědcům německé Physikalisch-Technische Bundesanstalt se v&nbsp;roce 2013 podařilo vyvinout kvantový proudový standard, který sériovým zapojením jednoelektronových pump omezuje nepřesnosti stochastického charakteru způsobené [[tunelový jev|tunelovým jevem]]. Navíc nejen generuje taktovaný jednoelektronový proud, ale současně a nezávisle tento proud měří.<ref>Helmholtz Prize for the 'new' ampere. ''PhysOrg'', 31. březen 2014. [http://phys.org/news/2014-03-helmholtz-prize-ampere.htmlPage1/2HelmholtzPrizeforthe/ Dostupné online] (anglicky)</ref><ref name="Fricke_2013">{{Citace elektronické monografie
 | příjmení = Fricke
 | jméno = Lukas
 | spoluautoři = a kol.
 | korporace = 
 | titul = A self-referenced single-electron quantized-current source
 | url = http://arxiv.org/abs/1312.5669
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://arxiv.org/pdf/1312.5669v1
 | vydání = v1
 | typ vydání = 
 | vydavatel = Physikalisch-Technische Bundesanstalt
 | místo = [[Braunschweig]], [[Německo]]
 | datum vydání = 2013-12-19
 | strany = 1–20
 | id = arXiv:1312.5669v1
 | jazyk = anglicky
}}</ref> V&nbsp;roce 2016 se jim podařilo zvýšit přesnost tohoto měření a dosáhnout relativní chyby pouhých 1,6×10<sup>−7</sup>.<ref name="Cartlidge_2016">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Cartlidge
 | jméno = Edwin 
 | titul = Tiny device pumps out one electron at a time
 | periodikum = PhysicsWorld.com
 | rok vydání = 2016
 | měsíc vydání = prosinec
 | den vydání = 2
 | datum přístupu = 2016-12-06
 | url = http://physicsworld.com/cws/article/news/2016/dec/02/tiny-device-pumps-out-one-electron-at-a-time
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

;Kelvin
Pro novou definici kelvinu doporučil Poradní výbor [[Mezinárodní úřad pro míry a váhy|BIPM]] pro termometrii (CCT) na svém 25.&nbsp;zasedání v&nbsp;roce 2010, aby před uskutečněním redefinice byla hodnota Boltzmannovy konstanty stanovena s&nbsp;relativní nejistotou v&nbsp;řádu 10<sup>−6</sup> z&nbsp;měření založených na fundamentálně rozdílných metodách primární [[teplota#Měření teploty|termometrie]], v&nbsp;ideálním případě pomocí akustické plynové termometrie a pomocí termometrie založené na [[permitivita|permitivitě]] plynů, podpořených dalšími metodami, jako termometrií pomocí [[Johnsonův šum|Johnsonova šumu]], [[teplota#Teplota v&nbsp;optice|radiační termometrií]] a termometrií pomocí [[teplota#Teplota v&nbsp;optice|dopplerovského rozšíření]], a na základě těchto hodnot by měla být přijata adjustovaná hodnota CODATA.<ref>Consultative Committee for Thermometry (CCT). Report of the 25th meeting (6–7 May 2010) to the International Committee for Weights and Measures. Recommendation T 2 (2010). S. 53. [http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCT25.pdf#page=53 Dostupné online] {{Wayback|url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCT25.pdf |date=20130514064646 }} (anglicky)</ref> V&nbsp;roce 2013 se podařilo dosáhnout požadované přesnosti akustickou plynovou termometrií. Hodnota ''k''&nbsp;=&nbsp;1,380&nbsp;651&nbsp;56&nbsp;(98)×10<sup>−23</sup> J·K<sup>−1</sup>, což představuje nejistotu 0,7×10<sup>−6</sup>.<ref name="de_Podesta_2013">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = de Podesta
 | jméno = Michael
 | spoluautoři = UNDERWOOD, Robin; SUTTON, Gavin; MORANTZ, Paul; HARRIS, Peter; MARK, Darren F.; STUART, Finlay M.; VARGHA, Gergely; MACHIN, Graham.
 | titul = A low-uncertainty measurement of the Boltzmann constant
 | periodikum = Metrologia
 | rok vydání = 2013
 | měsíc vydání = červenec
 | den vydání = 11
 | ročník = 50
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 4
 | strany = 354–376
 | url = http://iopscience.iop.org/0026-1394/50/4/354
 | issn = 1681-7575
 | doi = 10.1088/0026-1394/50/4/354
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>Most accurate measurement of Boltzmann constant yet. ''PhysOrg'', 10. červenec 2013. [http://phys.org/news/2013-07-accurate-boltzmann-constant.html Dostupné online] (anglicky)</ref> S&nbsp;využitím termometrie pomocí permitivity plynů byla v&nbsp;roce 2017 určena hodnota Boltzmannovy konstanty ''k''&nbsp;=&nbsp;1,380&nbsp;6482&nbsp;×10<sup>−23</sup> J·K<sup>−1</sup> s&nbsp;relativní nejistotou 1,9×10<sup>−6</sup>.<ref name="Gaiser_2017">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Gaiser  
 | jméno = Christof
 | spoluautoři = ''et al''.
 | titul = Final determination of the Boltzmann constant by dielectric-constant gas thermometry
 | periodikum = Metrologia
 | vydavatel = BIPM & IOP Publishing Ltd.
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 30
 | ročník = 54
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 3
 | strany = 280–289
 | url = http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aa62e3
 | issn = 1681-7575
 | doi = 10.1088/1681-7575/aa62e3
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

;Reálná redefinice
Okamžik, kdy redefinice vstoupí v&nbsp;platnost, tedy závisel zejména na pokroku v&nbsp;přesnosti a konzistenci určení Planckovy a Boltzmannovy konstanty. V&nbsp;roce 2016 prohlásil Donald Burgess z&nbsp;[[Národní institut standardů a technologie|NIST]], že stávající výsledky měření fundamentálních konstant, na kterých budou nové definice SI založeny, již dosáhly přesnosti vyhovující požadavkům na zavedení redefinice.<ref name="Johnston_2016">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Johnston
 | jméno = Hamish 
 | titul = Flash Physics
 | periodikum = PhysicsWorld.com
 | vydavatel = IOP
 | rok vydání = 2016
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 24
 | datum přístupu = 2016-12-07
 | kapitola = Measurements of fundamental constants are good enough to revamp SI units
 | url = http://physicsworld.com/cws/article/news/2016/nov/24/flash-physics-room-temperature-superconductor-well-known-fundamental-constants-photosynthesis-in-action
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

Pro závěrečnou etapu před přijetím byl stanoven harmonogram, svazující schválení nových definic s&nbsp;novou adjustací fundamentálních fyzikálních konstant.<ref name="roadmap">RICHARD, Philippe; ULLRICH, Joachim: Joint CCM and CCU roadmap for the adoption of the revision of the International System of Units. Mezinárodní úřad pro míry a váhy, 2018. [https://www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-roadmap.pdf Dostupné online] {{Wayback|url=https://www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-roadmap.pdf |date=20181007145500 }} (anglicky)</ref> Ta byla vydána v&nbsp;roce 2017<ref name="Newell_2017" />.

Redefinice byla přijata [[Generální konference pro míry a váhy|CGPM]] na 26.&nbsp;zasedání 16.&nbsp;listopadu 2018<ref name=":0" /> ve [[Versailles (Francie)|Versailles]] v&nbsp;Paříži.<ref>BIPM: Calendar of meetings. [http://www.bipm.org/en/conference-centre/diary/ Dostupné online] (anglicky)</ref><ref>BIPM: Resolution 1 of the 25th CGPM (2014). [http://www.bipm.org/en/CGPM/db/25/1/ Dostupné online], [http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2014/25th-CGPM-Resolutions.pdf PDF] (anglicky)</ref><ref>BIPM: Joint CCM and CCU roadmap for the new SI [http://www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-roadmap.pdf Dostupné online (PDF)] (anglicky)</ref><ref name="Robinson_2014" /> Vstoupení v&nbsp;mezinárodní platnost bylo stanoveno na 20. května [[2019]], tj. [[Světový den metrologie]], který je výročím přijetí [[Metrická konvence|Metrické konvence]].<ref name="day">http://www.bipm.org/utils/en/pdf/CIPM/CIPM2016-Decisions-EN.pdf - Decisions of the 105th CIPM (October 2016)</ref> Český Zákon o metrologii, obsahující definice SI,<ref>[https://www.zakonyprolidi.cz/cs/1990-505/zneni-20170701 Zákon o metrologii], § 2, odst. (2)</ref> nebo příloha evropské direktivy 80/181/EEC <ref>[http://eur-lex.europa.eu/legal-content/en/ALL/?uri=CELEX:31980L0181 Směrnice Rady o sbližování právních předpisů členských států týkajících se jednotek měření a o zrušení směrnice 71/354/EHS.] Příloha, kapitola I. Zákonné jednotky měření uvedené v&nbsp;čl.&nbsp;1 písm.&nbsp;a)</ref> budou muset být také novelizovány a s&nbsp;termínem platnosti redefinice budou muset být vydány i nové revize řady dotčených odborných norem pro veličiny a jednotky, např. řada (ČSN) ISO/IEC 80000 či (ČSN) IEC 60050. Následovat by mělo vydání nové adjustace fundamentálních fyzikálních konstant již v&nbsp;duchu nových definic.<ref name="roadmap"/>

== Uvažovaná budoucí redefinice sekundy ==
Vzhledem k&nbsp;pokroku v&nbsp;metrologii času a frekvence se uvažuje o budoucí faktické redefinici i u sekundy.

=== Nové metody měření času a frekvence ===
Stávající i nová definice vycházejí z&nbsp;[[měření času]] atomovými cesiovými hodinami, pracujícími na mikrovlnných frekvencích.<ref>Accuracy of the NPL caesium fountain clock further improved. ''PhysOrg'', 19. únor 2014. [http://phys.org/news/2014-02-accuracy-npl-caesium-fountain-clock.html Dostupné online] (anglicky)</ref> Jako slibnější se však jeví nové typy optických atomových hodin, tedy hodin založených na kvantových přechodech s&nbsp;energiemi odpovídajícími frekvencím spektrálního pásma viditelného či ultrafialového záření, u kterých proběhne za 1&nbsp;sekundu o zhruba 4 až 6&nbsp;řádů více oscilací a potenciálně tak umožňují řádově vyšší přesnosti než nejpřesnější hodiny cesiové. Mohou to být optické atomové hodiny založené na oktupólovém přechodu v&nbsp;iontu ytterbia <sup>171</sup>Yb<sup>+</sup><ref>The tick-tock of the optical clock. ''PhysOrg'', 29. březen 2012. [http://www.physorg.com/news/2012-03-tick-tock-optical-clock.html Dostupné online] (anglicky)</ref>, na kvadrupólovém přechodu v&nbsp;iontu stroncia <sup>88</sup>Sr<sup>+</sup><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Madej
 | jméno = Alan A.
 | spoluautoři = Pierre Dubé, Zichao Zhou, John E. Bernard, Marina Gertsvolf
 | titul = <sup>88</sup>Sr<sup>+</sup> 445-THz Single-Ion Reference at the 10<sup>−17</sup> Level via Control and Cancellation of Systematic Uncertainties and Its Measurement against the SI Second
 | periodikum = Phys. Rev. Lett.
 | rok vydání = 2012
 | ročník = 109
 | číslo = 203002
 | url = http://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.109.203002
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.109.203002
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Riehle
 | jméno = Fritz
 | titul = Viewpoint: Optical Atomic Clocks Could Redefine Unit of Time (popularizační článek k&nbsp;předchozí referenci)
 | periodikum = Physics
 | den vydání = 12
 | měsíc vydání = listopad 
 | rok vydání = 2012
 | ročník = 5
 | číslo = 126
 | url = http://physics.aps.org/articles/pdf/10.1103/Physics.5.126
 | doi = 10.1103/Physics.5.126
 | jazyk = anglicky
}}</ref>, ytterbia <sup>171</sup>Yb<sup>+</sup>, vápníku <sup>40</sup>Ca<sup>+</sup>, rtuti <sup>199</sup>Hg<sup>+</sup> či hodiny s&nbsp;iontem hliníku <sup>27</sup>Al<sup>+</sup> s&nbsp;kvantovou logikou.<ref name="CCTF_2016" /><ref name="Huntemann_2017">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Huntemann
 | jméno = Nils 
 | titul = Trapped Ions Stopped Cold
 | periodikum = Physics
 | vydavatel = American Physical Society
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = leden
 | den vydání = 30
 | ročník = 10
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 9
 | datum přístupu = 2017-02-07
 | strany = 1–3
 | url = http://physics.aps.org/articles/v10/9
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://physics.aps.org/articles/pdf/10.1103/Physics.10.9
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Kvantová logika, využívající spřažení daného iontu hliníku <sup>27</sup>Al<sup>+</sup> v&nbsp;kvadrupólové elektrické pasti s&nbsp;jiným iontem (např. <sup>25</sup>Mg<sup>+</sup>) v&nbsp;dodatečném vnějším magnetickém poli, umožňuje detekovat [[kvantový stav]] iontu i aplikovat laserové chlazení, které by jinak nebylo prakticky proveditelné, protože vhodný přechod by odpovídal ultrafialovému záření, a podstatně tak snížit různé příspěvky k&nbsp;relativní neurčitosti frekvence – v&nbsp;roce 2019 se ji podařilo snížit na rekordních 0,94×10<sup>−18</sup>.<ref name="Dubé_2019">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Dubé
 | jméno = Pierre 
 | titul = Ion Clock Busts into New Precision Regime
 | periodikum = Physics
 | vydavatel = American Physical Society
 | rok vydání = 2019
 | měsíc vydání = červenec
 | den vydání = 15
 | ročník = 12
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 79
 | strany = 1–3
 | url = https://physics.aps.org/articles/v12/79
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = https://physics.aps.org/articles/pdf/10.1103/Physics.12.79
 | issn = 
 | doi = 
 | jazyk = anglicky
}}</ref>  

Jinou slibnou metodou je využití přechodů v&nbsp;neutrálních atomech v&nbsp;optické mřížce, tedy zachycených v&nbsp;potenciálu [[Mechanické vlnění#stojaté vlnění|stojaté]] [[elektromagnetické vlny]] ze dvou protichůdných [[laser]]ových paprsků. Limitující fundamentální (neodstranitelná) kvantová nejistota tak může být zredukována zprůměrováním a zvýšena tak stabilita a přesnost.<ref name="Jirsa_2017">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Jirsa
 | jméno = Jakub
 | titul = Ultrastabilní optické hodiny
 | periodikum = Aldebaran bulletin
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = únor
 | den vydání = 3
 | ročník = 15 (2017)
 | číslo = 5
 | datum přístupu = 2017-02-08
 | url = http://www.aldebaran.cz/bulletin/2017_05_nis.php
 | issn = 1214-1674
}}</ref><ref name="Wogan_2013">WOGAN, Tim. New atomic clock sets the record for stability. PhysicsWorld.com, 27. srpen 2013. [http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/aug/27/new-atomic-clock-sets-the-record-for-stability Dostupné online] (anglicky)</ref> Mohou to být hodiny využívající přechodu v&nbsp;atomech stroncia <sup>87</sup>Sr, ytterbia <sup>171</sup>Yb či rtuti <sup>199</sup>Hg.<ref>{{Citace elektronického periodika
 |příjmení      = Campbell
 |jméno           = Gretchen K.
 |spoluautoři     = Andrew D. Ludlow, Sebastian Blatt,
Jan W. Thomsen, Michael J. Martin, Marcio H. G. de Miranda,
Tanya Zelevinsky, Martin M. Boyd1, Jun Ye, Scott A. Diddams,
Thomas P. Heavner, Thomas E. Parker, Steven R. Jefferts
 |titul            = The absolute frequency of the <sup>87</sup>Sr optical clock transition
 |periodikum       = Metrologia
 |den vydání     = 23
 |měsíc vydání = září
 |rok vydání     = 2008
 |ročník         = 45
 |číslo          = 5
 |strany           = 539–548
 |url              = http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0026-1394/45/5/008
 |doi              = 10.1088/0026-1394/45/5/008
 |arxiv            = 0804.4509
 |jazyk            = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Middelmann
 | jméno = Thomas
 | příjmení2 = Falke
 | jméno2 = Stephan
 | příjmení3 = Lisdat
 | jméno3 = Christian
 | spoluautoři = STERR, Uwe.
 | titul = High Accuracy Correction of Blackbody Radiation Shift in an Optical Lattice Clock
 | periodikum = Physical Review Letters
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = prosinec
 | den vydání = 27
 | ročník = 109
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 26, 263004 
 | strany = 
 | url = http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i26/e263004
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://arxiv.org/pdf/1208.2848v2
 | issn = 1079-7114
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.109.263004
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>Optical strontium clock to become much more accurate (popularizační článek k&nbsp;předchozí referenci). ''Phys.Org'', 9. leden 2013. [http://phys.org/news/2013-01-optical-strontium-clock-accurate.html Dostupné online] (anglicky)</ref><ref name="Hinkley_2013">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Hinkley
 | jméno = N.
 | spoluautoři = SHERMAN, J. A.; PHILLIPS, N. B.; SCHIOPPO, M.; LEMKE, N. D.; BELOY, K.; PIZZOCARO, M.; OATES, C. W.; LUDLOW, A. D.;
 | titul = An Atomic Clock with 10<sup>−18</sup> Instability
 | periodikum = Science Express
 | odkaz na periodikum = Science
 | rok vydání = 2013
 | měsíc vydání = srpen
 | den vydání = 22
 | ročník = 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 
 | strany = 
 | poznámky = online před tiskem
 | url = http://www.sciencemag.org/content/early/2013/08/21/science.1240420
 | dostupnost2 = 
 | url2 = 
 | issn = 1095-9203
 | doi = 10.1126/science.1240420
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>NIST ytterbium atomic clocks set record for stability. ''PhysOrg'', 22. srpen 2013. [http://phys.org/news/2013-08-nist-ytterbium-atomic-clocks-stability.html Dostupné online] (anglicky)</ref><ref name="Wogan_2013" /><ref>[http://www.physorg.com/news/2011-08-atomic-clock-world-long-term-accuracy.html The atomic clock with the world's best long-term accuracy is revealed after evaluation], ''PhysOrg'', 26. srpen 2011 (anglicky)</ref><ref name="Bloom">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Bloom
 | jméno = B. J.
 | příjmení2 = Nicholson
 | jméno2 = T. L.
 | příjmení3 = Williams
 | jméno3 = J. R.
 | spoluautoři = CAMPBELL, S. L.; BISHOF, M.; ZHANG, X.; ZHANG, W.; BROMLEY, S. L.; YE, J.
 | titul = An Optical Lattice Clock with Accuracy and Stability at the 10<sup>−18</sup> Level
 | periodikum = Nature
 | odkaz na periodikum = Nature
 | rok vydání = 2014
 | měsíc vydání = leden
 | den vydání = 22
 | ročník = 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 
 | strany = 
 | poznámky = online před tiskem 
 | url = http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12941.html
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://arxiv.org/pdf/1309.1137v2
 | issn = 1476-4687
 | doi = 10.1038/nature12941
 | jazyk = anglicky 
}}</ref><ref name="CCTF_2016" /> Rekordní relativní přesnost hodin tohoto typu, dosažená v&nbsp;roce 2018, je 2,5×10<sup>−19</sup>,<ref name="Marti_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Marti 
 | jméno = G. Edward
 | příjmení2 = Hutson 
 | jméno2 = Ross B.
 | příjmení3 = Goban 
 | jméno3 = Akihisa
 | příjmení4 = Campbell 
 | jméno4 = Sara L.
 | příjmení5 = Poli 
 | jméno5 = Nicola
 | příjmení6 = Ye
 | jméno6 = Jun
 | titul = Imaging Optical Frequencies with 100  μHz Precision and 1.1  μm Resolution
 | periodikum = Physical Review Letters
 | vydavatel = American Physical Society
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 3
 | ročník = 120 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 10: 103201
 | url = https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.103201
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = https://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.120.103201
 | issn = 1079-7114
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.120.103201
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Vengalattore_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Vengalattore
 | jméno = Mukund
 | titul = A Boost in Precision for Optical Atomic Clocks
 | periodikum = Physics
 | vydavatel = American Physical Society
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 5
 | ročník = 11: 22
 | typ ročníku = svazek
 | kapitola = Viewpoint
 | url = https://physics.aps.org/articles/v11/22
 | dostupnost2 = PDF
 | jazyk = anglicky
}}</ref> ve stejném roce bylo dosaženo i rekordní stability (3,2×10<sup>−19</sup>) a opakovatelnosti měření.<ref name="McGrew_2018" /><ref name="Mihulka_2018" /><ref name="NIST_2018" />

Dalším typem jsou hodiny s&nbsp;kryogenickým paprskem atomů vodíku s&nbsp;dvoufotonovým přechodem 1S-2S.<ref name="CCTF_2016" />

Od roku 2011 je znám princip tzv. jaderných hodin, založených na magnetickém dipólovém přechodu mezi energetickými stavy jádra [[ion]]tu [[thorium|thoria]], který by umožňoval dosažení odchylky pouhé 1&nbsp;s za 200&nbsp;miliard let (1,6×10<sup>−19</sup>).<ref>Campbell C. J., Radnaev A. G., Kuzmich A., Dzuba V. A., Flambaum V. V., Derevianko A.: [http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1110/1110.2490v1.pdf A Single-Ion Nuclear Clock for Metrology at the 19<sup>th</sup> Decimal Place]. ''ArXiv'':1110.2490v1, 11. října 2011 (anglicky)</ref><ref>Bob Yirka: [http://www.physorg.com/news/2011-11-team-nuclear-clock-accurate-atomic.html Research team shows nuclear clock could be 60 times more accurate than atomic clock]. ''PhysOrg'', 9. listopadu 2011 (anglicky) – popularizační článek k&nbsp;předchozí referenci</ref><ref>Bob Beale: [http://www.physorg.com/news/2012-03-nuclear-clock-universe.html Proposed nuclear clock may keep time with the Universe]. ''PhysOrg'', 8. března 2012 (anglicky)</ref> Oproti atomovým hodinám by jaderné hodiny byly stabilnější a méně podléhající vlivům elektromagnetického šumu. Místo toho, aby byla izolována v elektromagnetické pasti, mohla by být jádra hodin ukotvena v pevném materiálu, což by značně zjednodušilo návrh hodin.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Starckx
 | jméno1 = Senne
 | titul = Excitation of thorium-229 brings a working nuclear clock closer
 | periodikum = Physics World
 | vydavatel = IOP Publishing
 | datum_vydání = 2024-04-18
 | url = https://physicsworld.com/a/excitation-of-thorium-229-brings-a-working-nuclear-clock-closer/
 | datum_přístupu = 2024-04-24
 | jazyk = en
}}</ref>

=== Příprava redefinice a její podmínky ===
Případná změna standardních hodin z&nbsp;cesiových na jiný, přesnější typ by znamenala úpravu definice sekundy ve specifikaci přechodu a číselné hodnotě, případně i ve vymezení podmínek. Neměla by žádný vliv na definice ostatních základních jednotek, mohla by však implicitně zvýšit přesnost jejich určování (zejména u metru).

Poradní výbor [[Mezinárodní výbor pro míry a váhy|CIPM]] pro čas a frekvenci (CCTF) ve svém „Strategickém dokumentu“ navrhuje 5 milníků, které musí být pro redefinici dosaženy. Předpokládají se optické atomové hodiny (slibných je přinejmenším 8 různých typů, založených na jiném energetickém přechodu daného iontu nebo jiném principu). Základem je dosažení takové přesnosti, že nejméně 3 různé (v různých laboratořích nebo různé konstrukce) hodiny nového typu musí mít validovanou nejistotu o zhruba 2 řády lepší než nejlepší cesiové hodiny v&nbsp;té době. Výsledky nezávislých měření daným typem musí být přenositelné, tedy srovnatelné v&nbsp;různých institucích pomocí přenosných hodin či pomocí pokročilých spojení, a to s&nbsp;relativními odchylkami pod 5×10<sup>−18</sup>, zpřesnění dané redefinicí nezmění výsledek měření nejlepšími cesiovými hodinami v&nbsp;té době (v&nbsp;rámci jejich nejistoty), sekundární reprezentace takové nově definované sekundy umožní regulárně přispívat k&nbsp;[[Mezinárodní atomový čas|TAI]] a výsledky měření aspoň 5&nbsp;jinými typy optických atomových hodin budou srovnatelné (s&nbsp;relativními odchylkami pod 5×10<sup>−18</sup>).<ref name="CCTF_2016" /><ref name="Riehle_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Riehle
 | jméno = Fritz
 | příjmení2 = Gill
 | jméno2 = Patrick
 | příjmení3 = Arias
 | jméno3 = Felicitas
 | příjmení4 = Robertsson
 | jméno4 = Lennart
 | titul = The CIPM list of recommended frequency standard values: guidelines and procedures
 | periodikum = Metrologia
 | vydavatel = IOP Publishing
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = únor
 | den vydání = 14
 | ročník = 55
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 2
 | kapitola = 5. Towards a new definition of the SI second
 | strany = 196–197
 | url = http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aaa302
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aaa302/pdf
 | issn = 1681-7575
 | doi = 10.1088/1681-7575/aaa302
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

Dosažení stanovených milníků (budou-li takto akceptovány) se předpokládá v&nbsp;roce 2022. S&nbsp;uvážením trvání schvalovacího procesu v&nbsp;poradních výborech a CIPM a vzhledem ke čtyřletému cyklu CGPM by mohla redefinice sekundy proběhnout nejdříve v&nbsp;roce 2026;<ref name="CCTF_2016">CCTF Strategy Document, květen 2016. [http://www.bipm.org/utils/en/pdf/CCTF-strategy-document.pdf Dostupné online (PDF)] (anglicky)</ref> odhad vycházející ze současného stavu předpokládá nabytí platnosti ještě před rokem 2030.<ref name="Riehle_2018"/> Datum 2026 považují za reálné i metrologové předních světových pracovišť pro měření času a frekvence (např. v&nbsp;[[Národní institut standardů a technologie|NIST]]<ref name="Cartlidge_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Cartlidge
 | jméno = Edwin 
 | titul = Better atomic clocks herald new era of timekeeping
 | periodikum = Science
 | odkaz na periodikum = Science
 | vydavatel = American Association for the Advancement of Science
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 2
 | ročník = 359 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 6379
 | strany = 968
 | url = http://science.sciencemag.org/content/359/6379/968
 | url2 = https://www.researchgate.net/publication/323505517_Better_atomic_clocks_herald_new_era_of_timekeeping
 | dostupnost3 = 
 | url3 = 
 | issn = 1095-9203
 | doi = 10.1126/science.359.6379.968 
 | pmid = 29496853
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Cartlidge_2018a">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Cartlidge
 | jméno = Edwin 
 | titul = With better atomic clocks, scientists prepare to redefine the second
 | periodikum = Science News
 | odkaz na periodikum = Science
 | vydavatel = American Association for the Advancement of Science
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = březen
 | den vydání = 1
 | url = https://www.sciencemag.org/news/2018/03/better-atomic-clocks-scientists-prepare-redefine-second | url2 = https://www.researchgate.net/publication/323505517_Better_atomic_clocks_herald_new_era_of_timekeeping
 | issn = 1095-9203
 | doi = 10.1126/science.aat4586 
 | jazyk = anglicky
}}</ref>), a to s&nbsp;přihlédnutím k&nbsp;tomu, že některá kritéria již byla naplněna v&nbsp;roce 2018;<ref name="Cartlidge_2018a"/> někteří však pochybují, zda se najde dostatečně silný důvod pro reálné upotřebení redefinice a spekulují s&nbsp;oddálením až do raných třicátých let.<ref name="Cartlidge_2018a"/> Tímto důvodem by však mohla být gravitační astronomie, tedy přesnější a snazší detekce nedávno prokázaných [[gravitační vlny|gravitačních vln]],<ref name="Mihulka_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Mihulka 
 | jméno = Stanislav 
 | titul = S novými atomovými hodinami půjde měřit vlnění časoprostoru  
 | periodikum = OSEL.cz
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = prosinec
 | den vydání = 02
 | url = http://www.osel.cz/10237-s-novymi-atomovymi-hodinami-pujde-merit-vlneni-casoprostoru.html
}}</ref> nebo přesnější, centimetrová geodézie.<ref name="McGrew_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = McGrew
 | jméno = W. F. 
 | příjmení2 = Zhang
 | jméno2 = X. 
 | příjmení3 = Fasano
 | jméno3 = R. J. 
 | příjmení4 = Schäffer
 | jméno4 = S. A. 
 | příjmení5 = Beloy
 | jméno5 = K. 
 | příjmení6 = Nicolodi
 | jméno6 = D. 
 | příjmení7 = Brown
 | jméno7 = R. C. 
 | spoluautoři = HINKLEY, N.; MILANI, G.; SCHIOPPO, M.; YOON, T. H.; LUDLOW, A. D.
 | titul = Atomic clock performance enabling geodesy below the centimetre level
 | periodikum = Nature
 | odkaz na periodikum = Nature
 | vydavatel = Springer Nature Limited
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 28
 | ročník = 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 
 | strany = 
 | url = https://www.nature.com/articles/s41586-018-0738-2
 | dostupnost2 = 
 | url2 = 
 | issn = 1476-4687 
 | doi = 10.1038/s41586-018-0738-2
 | pmid = 
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="NIST_2018">{{Citace elektronického periodika
 | autor = NIST
 | odkaz na autora = Národní institut standardů a technologie
 | titul = NIST Atomic Clocks Now Keep Time Well Enough to Improve Models of Earth 
 | periodikum = NIST News
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 28
 | url = https://www.nist.gov/news-events/news/2018/11/nist-atomic-clocks-now-keep-time-well-enough-improve-models-earth
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Oberhaus_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Oberhaus
 | jméno = Daniel 
 | titul = This New Atomic Clock Is So Precise Our Ability to Measure Gravity Constrains Its Accuracy
 | periodikum = Motherboard
 | vydavatel = VICE Media LLC
 | rok vydání = 2018
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 30
 | url = https://motherboard.vice.com/en_us/article/ev3a4e/nist-new-atomic-clock-map-of-earth-gravity
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

== Poznámky ==
<references group="pozn." />

== Reference ==
<references>
<!--<ref name="press">
{{Citace elektronické monografie
 | autor = CGPM
 | odkaz na autora = Generální konference pro míry a váhy
 | titul = General Conference on Weights and Measures approves possible changes to the International System of Units, including redefinition of the kilogram.
 | url = http://www.bipm.org/utils/en/pdf/Press_release_resolution_1_CGPM.pdf
 | datum vydání = 2011-10-23
 | datum přístupu = 2012-05-29
 | poznámka = tisková zpráva
 | jazyk = anglicky
}}</ref>-->
<ref name="resolution">On the possible future revision of the International System of Units, the SI; Draft Resolution A; [http://www.bipm.org/utils/common/pdf/24_CGPM_Convocation_Draft_Resolution_A.pdf dostupné online]</ref>
<ref name="brochure">Draft Chapter 2 for SI Brochure, following redefinitions of the base units. [http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_draft_ch2.pdf dostupné online]</ref>
<ref name="alpha">CODATA Value: fine-structure constant; [http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?alph dostupné online]</ref>
<ref name="leonard">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Leonard
 | jméno = B. P.
 | titul = Why the dalton should be redefined exactly in terms of the kilogram
 | periodikum = Metrologia
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = květen
 | den vydání = 29
 | ročník = 49
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 4
 | strany = 487–491
 | url = http://iopscience.iop.org/0026-1394/49/4/487
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://iopscience.iop.org/0026-1394/49/4/487/pdf/0026-1394_49_4_487.pdf
 | issn = 1681-7575 
 | doi = 10.1088/0026-1394/49/4/487
 | jazyk = anglicky
}}</ref>
</references>

== Externí odkazy ==
* {{Commonscat}}

{{Dobrý článek}}
{{SI jednotky}}
{{Portály|Fyzika|Chemie}}

[[Kategorie:Soustava SI]]

[[de:Internationales Einheitensystem#Zukünftige Entwicklungen]]