Hướng thiết lập SI mới (Nghị quyết của Hội nghị cân đo toàn thể lần thứ 22 (CGPM 22, 2011)):

Nghị quyết của CGPM 22 năm 2011 đã đề cập tới việc định nghĩa các đơn vị cơ bản SI dựa vào  hằng số vật lý cơ bản hoặc tính chất của nguyên tử. Bảy hằng số cơ bản được lựa chọn là : Tần số phân giải siêu tinh tế trạng thái cơ bản của nguyên tử xesi 133, Δν(¹³³Cs)_hfs; Vận tốc của ánh sáng trong chân không, c; Hằng số Planck, h; Điện tích nguyên tố, e; Hằng số Boltzmann, k;  Hằng số Avogadro, N_A ; Hiệu quả sáng phổ K_cd của bức xạ đơn sắc có tần số 540 x 10¹² .

Ký hiệu X trong các trị số trên thể hiện một hoặc nhiều hơn các chữ số có thể thêm vào trị số của h, e, k và N_A sử dụng các giá trị dựa trên sự hiệu chỉnh mới nhất của CODATA (Committee on Data for Sience and Technology) ở thời điểm định nghĩa lại các đơn vị cơ bản.

Theo đó, các đơn vị cơ bản được dự kiến định nghĩa như sau :

* Giây, s, là đơn vị thời gian; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của tần số phân giải siêu tinh tế trạng thái cơ bản của nguyên tử xesi 133, ở trạng thái nghỉ và tại nhiệt độ 0 K, chính xác bằng 9 192 631 770 khi thể hiện theo đơn vị s^-1, tức đơn vị Hz. Như vậy ta có mối liên hệ chính xác Δν(¹³³Cs)_hfs = 9 192 631 770 Hz. Định nghĩa trên cũng có nghĩa giây là khoảng thời gian bằng 9 192 631 770 chu kỳ bức xạ ứng với sự dịch chuyển giữa hai mức siêu tinh tế trong trạng thái cơ bản của nguyên tử xesi 133.

* Mét, m, là đơn vị độ dài; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của vận tốc ánh sáng trong chân không chính xác bằng 299 792 458 khi thể hiện theo đơn vị m s^-1. Như vậy ta có mối liên hệ chính xác c = 299 792 458 m/s. Định nghĩa trên có nghĩa mét là độ dài đoạn đường ánh sáng tryền đi được trong chân không trong khoảng thời gian bằng 1/299 792 458 giây.

* Kilôgam, kg, là đơn vị khối lượng; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của hằng số Planck chính xác bằng 6,626 06X x 10^-34 khi thể hiện theo đơn vị s^-1 m² kg, tức đơn vị J s.Như vậy ta có mối liên hệ chính xác h = 6,626 06X x 10^-34 J s = 6,626 06X x 10^-34 s^-1 m² kg. Giá trị của hằng số Planck là một bất biến của tự nhiên, nó có thể được thể hiện như là tích của một số và đơn vị J s, trong đó J s = s^-1 m² kg. Định nghĩa này, cùng với định nghĩa của giây và mét dựa trên cơ sở cố định trị số của tần số xesi Δν(¹³³Cs)_hfs và vận tốc của ánh sáng c là để mở ra con đường đi tới định nghĩa của đơn vị khối lượng thông qua hai phương trình cơ bản nhất của vật lý là E = mc² và E = hν, chúng liên hệ năng lượng E với khối lượng và với tần số : m = hν/c².

* Ampe, A, là đơn vị cường độ dòng điện; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của điện tích nguyên tố chính xác bằng 1,602 17X x 10^-19 khi thể hiện theo đơn vị s A, tức đơn vị C. Như vậy ta có mối liên hệ chính xác e = 1,602 17X x 10^-19 C. Định nghĩa này cũng có nghĩa ampe là cường độ dòng điện có 1/(1,602 17X x 10^-19) điện tích nguyên tố đi qua trong một giây.

* Kenvin, K, là đơn vị nhiệt độ nhiệt động lực; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của hằng số Boltzmann chính xác bằng 1,380 6X x 10^-23 khi thể hiện theo đơn vị s^-2 m² kg K^-1, tức đơn vị J K^-1. Như vậy ta có mối liên hệ chính xác k = 1,380 6X x 10^-23 J/K. Định nghĩa này cũng có nghĩa kenvin là bằng sự thay đổi nhiệt độ nhiệt động lực mà kết quả là làm biến đổi năng lượng tương ứng với một độ của trạng thái tự do kT là 1,380 6X x 10^-23 J.

* Mol, ký hiệu là mol,  là đơn vị lượng chất của một thực thể nguyên tố xác định, đó có thể là nguyên tử, phân tử, ion, điện tử, một hạt bất kỳ khác hoặc là một nhóm các hạt khác như thế ; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của hằng số Avogadro chính xác bằng 6,022 14X x 10²³ khi nó được thể hiện theo đơn vị mol^-1. Như vậy ta có mối liên hệ chính xác N_A = 6,022 14X x 10²³ mol^-1 . Tác dụng của định nghĩa này làm cho mol chính là lượng chất của một hệ chứa 6,022 14X x 10²³ thực thể nguyên tố xác định.

* Candela, cd, là đơn vị cường độ sáng theo một phương xác định; độ lớn của nó được thiết lập bằng cách cố định trị số của hiệu quả sáng phổ của bức xạ đơn sắc có tần số 540 x 10¹² Hz chính xác bằng 683 khi thể hiện theo đơn vị s³ m^-2 kg^-1cd sr, hoặc cd sr W^-1,  tức đơn vị lm W^-1. Như vậy ta có mối liên hệ chính xác K_cd = 683 lm/W cho bức xạ đơn sắc ở tần số  = 540 x 10¹² Hz. Định nghĩa này cũng có nghĩa candela là cường độ sáng theo một phương xác định của một nguồn phát ra bức xạ đơn sắc ở tần số 540 x 10¹² Hz và có cường độ bức xạ theo phương đó là 1/683 W/sr...

Toàn văn bài viết, xin xem tại file đính kèm.