Müssen die SI-Einheiten jemals wieder neu definiert werden?

Die vorhandene Antwort von flippiefanus ist auf dem richtigen Weg, aber es gibt kein "vielleicht" an der Sache. Die zweite ist definitiv auf dem Weg, irgendwann in der Zukunft neu definiert zu werden; es geht nicht so sehr um das „ob“, sondern um das „wann“ und „wozu“.

Dies liegt daran, dass optische Frequenzstandards bereits besser sind als Cäsium-basierte Mikrowellenstandards, und sie verbessern sich viel schneller , ohne dass für eine ganze Weile echte Hindernisse für wesentliche Fortschritte in einem ähnlichen Tempo vorhersehbar sind. Das BIPM hat eine hervorragende grafische Darstellung der Situation :

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Wie Sie sehen können, gibt es bereits mehrere optische Taktfrequenzstandards, deren Genauigkeit die durch die grundlegenden Einschränkungen der SI-Sekunde, wie sie derzeit definiert sind, (dh die blauen Punkte) übersteigt. So können diese Experimente zB Frequenzverhältnisse mit einer höheren Genauigkeit messen, als es die SI-Sekunde erlaubt, aber sie können keine absoluten Frequenzen angeben, weil der Cäsium-Standard, mit dem sie vergleichen müssten, einfach nicht genau genug ist.

(Dies ist analog zu der Situation mit dem Messgerät, kurz bevor es neu definiert wurde, um zu setzen$c$auf einen festen Wert: Wir hatten extrem genaue Messungen von z. B. der Entfernung zum Mond, aber die dominierende Unsicherheit bei diesen war die Unsicherheit in$c$selbst.)

Das muss also irgendwann behoben werden. Die Technologie optischer Uhren befindet sich jedoch noch in der Entwicklung, daher wissen wir noch nicht genau, was die optimalen Techniken, Plattformen und Medien sein werden, und es ist nicht klar, welches Atom oder Ion am besten für die Rolle der Standardreferenz geeignet ist. Daher wird es einige Jahre wissenschaftlicher und technologischer Erforschung erfordern, um diese Landschaft besser zu verstehen, gefolgt von einiger Zeit, um einen Konsens darüber zu erzielen, welches System das beste ist, bevor eine Neudefinition vorgenommen werden kann.

Was die umfassendere Frage für den Rest der SI-Einheiten betrifft: Wer weiß! Es ist durchaus möglich, dass technologische Verbesserungen zu einem ähnlichen Ersatz einer Mise en Pratique oder einer Konstante führen, obwohl es schwer zu erkennen ist, was sich angesichts der allgemeinen Natur der anderen sechs Konstanten ändern könnte (im Gegensatz zu der besonderen Natur von$\Delta\nu_\mathrm{Cs}$). Ebenso ist es durchaus möglich, dass wir irgendwann eine Überarbeitung dieser Größenordnung vornehmen müssen, wenn wir sowohl in technischer als auch in konzeptioneller Hinsicht einen ausreichenden Fortschritt erzielen.

Über die Umstellung auf optische Uhren hinaus sind derzeit jedoch keine weiteren Änderungen der SI absehbar.

Eine mögliche Neudefinition, die vorgesehen ist, besteht darin, dass die zweite neu definiert werden kann. Derzeit wird es in Bezug auf eine Radiofrequenz des Cäsiumatoms definiert. Es gibt jedoch viele optische Uhren (Uhren, die auf einer optischen Frequenz eines Atoms basieren), die Zeitintervalle genauer messen können. Vielleicht basiert die Definition der Sekunde in Zukunft auf einer dieser optischen Uhren.