キログラムの定義、130年ぶりに改訂へ 101
ストーリー by hylom
不変の定義へ 部門より
不変の定義へ 部門より
あるAnonymous Coward曰く、
フランスで開催中の国際度量衡総会にて、キログラム（kg）・アンペア（A）・ケルビン（K）・モル（mol）の定義改定案が承認された。キログラムの定義については1889年の「国際キログラム原器」による定義から130年ぶりに改定される（産経新聞、朝日新聞）。
キログラム原器は直径・高さともに約39mmの円柱形の、プラチナ（白金）90%、イリジウム10%からなる合金製の金属塊であったが、汚れや摩耗により質量が僅かに変化した可能性が出てきたので、「プランク定数」による定義に変更することにしたという。プランク定数による定義は2013年に提案されていたが、それが今回の総会で承認された。
総会の承認後、プランク定数の決定に貢献した産業技術総合研究所（産総研）の計量標準総合センター長が「日本が総合力で優れているという証しだ」とコメントしている。
アボカド禁止 (スコア:5, おもしろおかしい)
アボカドについてコメントすることはハーグ協定並びにジュネーヴ条約により禁止されています（嘘）
『「プランク定数」を基に定める』？？ (スコア:3)
wikipediaには
『キログラムは周波数が {(299 792 458)2/6.626 069 57｝× 1034 ヘルツの光子のエネルギーに等価な質量である。』
と書いてあったけど全く意味が分からない。
ちょっとしらべたら
国立研究開発法人産業技術総合研究所計量標準総合センター長で国際度量衡委員の臼田孝さんの記事があった
https://gendai.ismedia.jp/articles/-/55228 [ismedia.jp]
「1キログラムは波長633ナノメートル（赤いレーザーポインターの光に相当）の光子の約3×10の35乗個分のエネルギーと等価な質量」
「１キログラムは波長633ナノメートル（赤いレーザーポインターの光に相当）の光子1個が吸収されたときに約1.05×10のマイナス27乗メートル毎秒の速度変化を生じる質量」
なるほど！レーザーポインターの光をちゃんと数えて発射すれば重さを測れるってことなんだな！レーザー体重計の発売はまだですか
Re:『「プランク定数」を基に定める』？？ (スコア:1)
He-Neレーザも完全には単一波長ではないだろうけど、十分なんすね。(完全ってなんや)
シングルモードでのコヒーレンス長だと数百mだっけ。
「光子の約3×10の35乗個分のエネルギーと等価な質量」ってどうやって計数&測定するんやろ。
よくあるジュールメーターとかだと大雑把なイメージ。
Re: (スコア:0)
E=hν と E=mc^2 とから m が求まる、ってことじゃないの？
Re: (スコア:0)
m=E/(c^2) ってことですかね。
Re: (スコア:0)
ようし、定義通りの光子を作っちゃうぞー、ってやるとえらいことになりますな。
Re: (スコア:0)
光子が作れたら次はでんぐり返って放浪記ですね。
Re:『「プランク定数」を基に定める』？？ (スコア:1)
-- To be sincere...
Re: (スコア:0)
これが光子力か。
光子約3×10の35乗個分 (スコア:0)
当然厳密な数は決まっているのだと思いますが、どなたかご存知ないでしょうか？
Re: (スコア:0)
キログラム原器の
> 直径・高さともに約39mmの円柱形
もだけど、
> 1キログラムは波長633ナノメートル（赤いレーザーポインターの光に相当）の光子の約3×10の35乗個分のエネルギーと等価な質量
も気になる。正確な定義のはずなのに、なぜ「約」?
Re: (スコア:0)
どうせそこまで読まんでしょ、と読みやすさ優先で記事の著者が省略しただけかと。
正確に8～9桁書いてあっても、読者には、楽しい語呂合わせ大喜利ぐらいにしか使い道が無い。
こんなネタの記事なんだから、せっかくだから嬉しがって略さず書けよ、というツッコミはあり得ると思うけど。
ついでに、キログラム原器の方は、さらに大きさにあんまり意味がない。
大ざっぱにその大きさを狙って作ったんだろうけど、磨いた過程で形状が歪んでも問題ないものだし。
新定義のために作られたできる限り完全な真球に近いシリコン球とは違って。
歪んだ形状のものを正確に描写しようとしても、最も長い部分がほげほげで、最も短い部分がふがふがの、楕円に近いけどいくらか凸凹した形状、とかになって特に有用な情報は増えない。
Re: (スコア:0)
正確な定義がその上にある。
> キログラムはプランク定数の値を正確に6.62607015×10のマイナス34乗ジュール・秒（Js）と定めることによって設定される
これからざっくり計算したのがその約の値。
ざっくりの桁数を増やすこともできるけど、計算の途中で割り算とかが入ると有効桁数で丸めたりしないといけないから、元の定義以外では完全に正確な値にはなりにくい。
Re: (スコア:0)
[操作マニュアル]
1. まずあなたの周りの空気を完全に取り去ってください。
式としては簡単？ (スコア:2)
hλ=1xc^2だから
h:プランク定数 6.626070040(81)×10^-34 Js
c:光の速度 2.99792458 x 10^8 m/s
c^2/λ=1.3563925122 x 10^50 Hz
波長
2.2102 x 10^-42 m
って、原子のサイズが10^-10 mのオーダ。
660nm(赤)のフォトン3.3 x 10x35 個、かな。
アボガドロ定数での定義の方、押しだったに。
蒙昧 (スコア:2)
「慣れ親しんだものから見慣れないものにかわる恐怖」、そして「それに伴う拒否感」というのは、まあ何にでもあるようです。
ちょっと一部で話題になって、私の目に留まった範囲だとこんなの。
東京新聞コラム 筆洗 [tokyo-np.co.jp]
「直感からは懸け離れている」
「何ともしれないよそよそしさを感じる」
「少なくともレモンのあの重さを表現するのには向いていない」
いやいや…。質量と重さの違いはこの際どうでもいいですよ。それにしたって、これまでの国際キログラム原器だって、レモンの重さを表現するのに向いてないわけですよ！
レモン汁が飛んでキログラム原器を汚染したらどうしてくれる。
Re:蒙昧 (スコア:1)
どちらかというと「形あるものから、観念的なものに変わる拒否感」でしょうか。
やっぱり現金だ…と、タンスに溜め込む気持ちですよ。
庶民は、畏れ多くも畏くも、一次二次標準様から賜った三次標準をおしいただけばいいので、一次標準様の在り方に不満を述べてはいけないのです。
いわんや、直接レモンの重さを表現しようとするなぞは、不敬の極みです。
Re:蒙昧 (スコア:2)
いつの日か、三次標準で校正された秤ではなく、プランク定数秤(?)で直接レモンを計量できるようになったときの庶民派新聞のコラムを楽しみに待つことにします！
例えるならば (スコア:1)
プランク定数は今まで、約 6.626 (6.626 069 934(89))×10−34 J s であったのが、今後は正確に 6.626 070 15×10−34 J s になるようにキログラムの定義を変更します、ってことを分かりやすく例える例を考えていたのだが、
円周率は今まで約 3.141 592 653 589 793 238 ... だったけど、今後は正確に 3.14 になるように 1 の定義を変更します、みたいなのはどうだろう？
# 「例える例」って「腹痛が痛い」みたいになっちゃったけど、まあいいや
残念 (スコア:0)
定義の変更で私の体重が減ったりはしないんですね。
キログラム (スコア:0)
MKS単位系やらが基礎になってるのは分かるが、プランク定数で決めるってんならグラムでない事に若干違和感がある。
1グラム原器は作れない/精度が低いからキログラム原器は納得できたけど。
1グラムは1ミリキログラム的な扱いなのよね。
変な感じ。
Re: (スコア:0)
その昔「MKS単位系 vs CGS単位系の争い」というものがあったのじゃ…
うじゃうじゃ
シリコン球を使った定義 (スコア:0)
精密加工したシリコン球で1kgを定義するって試みが昔ありましたね．
（これも産総研か）
https://science.srad.jp/story/08/07/03/0318235/ [science.srad.jp]
Re:シリコン球を使った定義 (スコア:1)
精密加工したシリコン球でアボガドロ数を測定して、アボガドロ数とプランク定数の間に成立する関係式を使ってプランク定数を求めた [aist.go.jp]らしいです。
素人の私はてっきりアボガドロ数を使って「1kgはシリコン原子N個分の質量」とするのかと思っていたのですが、そうではなかったようですね。
（というか、アボガドロ数とプランク定数に関係式が存在するということを今回はじめて知りました。）
プランク定数を基準としたのは、別の方法で測定した値と突き合わせることが可能だからなのかな…？
Re: (スコア:0)
ありましたというか、それも結実した結果じゃないのかな。その方法から求めたプランク定数と、余所様が他のやり方で求めたプランク定数が十分な精度で一致した、と。
時代 (スコア:0)
覚えやすくて良いですね。平成の終わりまで、キログラムは原器でした、と。
平成生まれと、？？生まれの間にいきなり隔世の感。
Re:時代 (スコア:1)
Re: (スコア:0)
もっと元気になるんだよ！
Re:時代 (スコア:1)
この辺一気に要らんようになるんかな。歴史的記録とか観光資源としては生きるんだろうけど。
計量標準総合センター (NMIJ) 基本単位の標準 ( 質 量 )
https://www.nmij.jp/library/units/mass/ [www.nmij.jp]
Re: (スコア:0)
当面は変わらないんじゃないかな。
原器との比較を一切やらずに(原器で較正して作ったものと同等以上に)高精度な量りを作る、ってのはまだまだハードルが高い。
なにせ、その方法で量りを量産できるんだったら、原器無しでも高精度な量りをたくさん作ったよー
→じゃあそれを原器の代わりにしよう、とさくっと決まるわけで、キログラムの定義にこんなに手こずることはない。
秒とかメートルは、原器と比較するプロセスを必要としない量りを比較的低コストで作れるから、それが主流になってるけど。
Re: (スコア:0)
メートルがメートル原器による定義じゃなくなったのいつだっけ？ってぐぐったら１９６０年、５０年以上前なんですね。
キログラムの定義が原器を卒業するのが遅れたのは、おおもとの定義が水１リットル（まあリットルという単位を
使っていいかとかなんとか言い出すといろいろあるようですが）だったのが、どの温度だ、どの圧力だ、
圧力の定義は力／面積だけど力の定義は質量×長さ／(時間^2)で質量の定義に質量が必要で堂々めぐりだー
とかいろいろあったようで。
Re: (スコア:0)
水うんぬんは、こないだまでの原器への切り替えの時のエピソードでなくて?
キログラム原器から次の定義へ移るのに、それよりも前の定義が話に割り込んでくるのは理屈としておかしい。
新しい定義が出てきたら、古い方の定義は、建前上はゴミですよ。次に進むときに一顧だにする必要は無い。
そういう建前なので、もし万が一何かの間違いでずれてたら大変なので、手間取る。
Re:時代 (スコア:1)
ああそうか。
水１リットルを基準にするぞー
↓
厳密に定義すると循環定義になって決まらないぞー
↓
じゃあ基準になる原器を作っちゃえ（今の定義）
↓
もっと不変なプランク定数による定義にするぞー（新しい定義）
ですもんね。確かに今回の話に水でうまく決まらない話をまぜるのはおかしいですね。指摘感謝。
Re: (スコア:0)
今回の定義による水１リットルの質量はいくらになるんだろう？
正確に１キログラムな可能性はほぼあり得ないよね。
Re: (スコア:0)
純粋な純水は作れない。計算上の重さは算出できるでしょう。
アボガドロ定数 [wikipedia.org]の方も
> 「炭素12を1モル集めた質量」は12グラムからわずかにずれることになる。
なんて話があるらしいし。
Re:時代 (スコア:3, おもしろおかしい)
Re:時代 (スコア:1)
同位体比は何を使うんだ？
それにクラスターサイズってヒステリシスがあるんじゃ？
the.ACount
重さとは？ (スコア:0)
そもそも、1Kgや1gなどの重さはどう定義されてるんだろうか？
それに”39mmの円柱形の、プラチナ（白金）90%、イリジウム10%からなる合金製の金属塊”がなぜ１Kgとして定義されたのか？
偶然にも水１Lが１Kgになるという不思議さもある。
それとも水１Kgを１Lと定義したのかな？
Re:重さとは？ (スコア:1)
逆ですよ。1kgは当初水1Lの質量として定められました。その後より不変な定義とするために原器が作られたのです。
Re:重さとは？ (スコア:1)
どこかからのコピペとかのネタだったらマジレスゴメン。
水1リットルを1Kgと呼ぶことに決めたのが最初。
そう決めると、例えば、未開の地と貿易を始めるときに、取引に使う秤のために重たい重りを持っていく代わりに、10cmの物差しを持っていって現地で1リットル=1Kgの水を汲んだらその重りをいくらでも作れて、荷物が軽くなって便利。
単位を勝手に決める、と言うのはそういうこと。
Re:重さとは？ (スコア:2)
同じ水でも、未開の地から買うときには海水で、客に売るときにはお湯で。
単位を勝手に決める、と言うのはそういうこと。(ゲス顔)
Re:重さとは？ (スコア:1, おもしろおかしい)
丁度100℃で沸騰するし。ここまで偶然が重なると奇跡だよね。
Re:重さとは？ (スコア:2)
授業で水の沸点を99.974℃と答えたら間違い扱いされました [yahoo.co.jp]
Re: (スコア:0)
丁度0℃で凍結する偶然が重なるのも凄い奇跡だよね。
Re: (スコア:0)
だけど一番重たくなる温度が3.984度という中途半端さ
Re: (スコア:0)
むしろ水が凍結する温度を華氏３２度ってことに注目したいと思います。
コンピュータに使われ二進数に汚染された現代の我々ならともかく、300年くらい前のファーレンハイトさんは
なんで３２をちょうどいい数だと思ったんでしょう？
もしかしてサンジェルマン伯爵のようなタイムトラベラー？
（まあ実際は基準を決めて真ん中、その真ん中みたいに目盛り打っていったってなところでしょうが）
Re: (スコア:0)
物差しを持っていくのは現地で正確な枡を作らないといけないので枡を持っていくべきだと思います。
ハッ！質量をマスというのはこのことか！
Re:重さとは？ (スコア:1)
MやGが大文字だからってkまで大文字で書いちゃいかんよ。
Re:重さとは？ (スコア:1)
"k"(キロ)は小文字が基本のはずです。
(リンク先が計量法関連のページなのは、検索して最初に見つかった手頃なサイトだったため)
計量標準総合センター (NMIJ) [www.nmij.jp]
国際単位系
３．法定計量単位（METI/経済産業省） [meti.go.jp]
>単位記号は、計量法の中で標準となるべきものを示しており、例えば、筆記体で記号を表現すること等を制限するわけではなく、定められた記号以外のものの使用に罰則が伴う規制ではない。
>しかしながら、大文字と小文字の区別については大文字と小文字とで違う意味をもつもの（例えば、m（ミリ）、M（メガ））が存在するので、正しく区別して使用すべきである。
Re: (スコア:0)
ちょっと調べればわかるよ．
ついでに，[m]とか[s]の由来も調べると面白いかも．