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29244 story

世界で「最も丸い」シリコン球体を作って1kgを定義する試み 70

ストーリー by hylom

capra 曰く、

普遍的な１キログラムの定義を確立するため、シリコンを材料とした限りなく完全に近い球体が作られました（NewScientist.com、製造過程動画、本家記事）。

現在１キログラムは1870年代に作られた直径・高さが共に39mmの合金の円柱（国際キログラム原器）の質量によって定義されています。このように実際の物質によって定義されているのはキログラムのみで、普遍的な定義確立のために今までも様々な方法が提案されてきました。今回の試みはシリコン原子の数で１キログラムを定義としようというものです。

この球体を作るために、まず旧ソビエトで核兵器製造のために使用されていた遠心分離機で原材料が精製され、その後ドイツの法定計量の国立研究機関であるPTBにて結晶化され（この結晶化は7回目の試みで成功）、２つの塊に分けられてオーストラリア精密光学研究所（Australian Center for Precision Optics）に送られ球体に削りだされました（質量は国際キログラム原器のオーストラリア版複製と同等）。この研究所で塊を球体に仕上げたのは一度は引退していた熟練の光学技師Achim Leistner氏で、氏曰く削り出した２つの球体は彼の最高傑作とのことです。

今後イタリア・ベルギー・アメリカ・日本各国の研究チームによってこれらの球体を構成している原子の数を割り出し、１キログラムの普遍的な定義を確立したいとのことです。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。

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  • その想像力はどこから来るんだ＞本家 (スコア:4, おもしろおかしい)

    by TarZ (28055) on 2008年07月03日 15時16分 (#1375772) 日記
    どうでもいいんですけど、本家ストーリー [slashdot.org]の部門名、

    　 _ 　∩
    (　゜∀゜)彡　すごすぎない？　すごすぎない？
    　⊂彡

  • 音叉式電子はかり (スコア:2, 参考になる)

    by wakatonoo2 (30019) on 2008年07月03日 23時23分 (#1376131) 日記
    音叉式電子はかり [vibra.co.jp]

    音叉式センサは、細長い振動子に荷重が加わると振動周波数が変化するという原理を利用しています。小さな荷重でも大きく振動周波数が変化しますので、この時の力または重量を測定します。
    また、この方式はデジタル出力で処理されますので、A/D変換器を必要とせず原理的な誤差要因が少ないため高精度が得られます。
    これはひとつの例ですが、周波数や、運動量など別の単位に換算した方が良いと感じるんだけどなー。

    例えば無重力で質量を測るときは、ばね＋振動で計測するしね

  • うーむ (スコア:1)

    by YOUsuke (6796) on 2008年07月02日 14時19分 (#1374894) ホームページ 日記
    できあがったこれが1キログラムであることをどうやって証明するのだろう・・・？

    ＃いや、いやいや・・・
    --
    妖精哲学の三信
    「だらしねぇ」という戒めの心、「歪みねぇ」という賛美の心、「仕方ない」という許容の心

    • Re:うーむ (スコア:1, すばらしい洞察)

      by Anonymous Coward on 2008年07月03日 15時08分 (#1375762)
      定義を証明してどうするんだろう？
      定理を証明するのならわかるけど。
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  • アボガドロ定数 (スコア:1)

    by manmos (29892) on 2008年07月02日 16時48分 (#1375015) 日記
    こういう、正確なシリコン球体で アボガドロ定数 [wikipedia.org]の測定をやっている映像を見たことがあります。

    真球度が今までよりあがったって事なのかな？

  • 削り出しつつ質量をあわせる? (スコア:1, 興味深い)

    by s02222 (20350) on 2008年07月03日 16時17分 (#1375833)
    キログラム原器と同じ質量になるよう真球に削り出す、ってむずかしそうな。

    とりあえず適当な大きさで良いので出来る限り真球に削り出しておいてから、体積から原子数を求め、キログラム原器との質量比からアボガドロ数を定義する、とかやったほうが何倍か楽そうな気がするんですが、どうなんでしょう?
    • >キログラム原器との質量比から

      実際にその通りで，厳密に同じではなく，ほぼ同じにします．
      #今までの実験例ですと，例えば999.61195(10)gとかで、400mg程度のずれはあります．

      その後，きっちり較正された秤で質量を測定します．このとき，水分子の吸着だのまあ
      色々ありますのでその分も考えていろいろ工夫はしますが．
      質量はわりときっちり測定できますので，ちゃんとした原器で構成してあれば，
      較正点周辺ではかなり正確に測定できます．
      #10-8の桁の精度があります．そのため，アボガドロ定数の決定精度が
      #この桁に入ってくれば，現状の定義との差は誤差以下になりますので，定義を変更
      #することが可能になります・
      #また，一般に較正点から大きく外れた点での測定は誤差が大きくなりますので，
      #「だいたい1kg」，まではそろえた方が無難なんだと思います．
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    • Re:削り出しつつ質量をあわせる? (スコア:2, 興味深い)

      by Sakura Avalon (12557) on 2008年07月03日 20時42分 (#1376030)
      大田区蒲田界隈にある町工場のベテランあたりだと目と手触りだけで正確に研磨してくれそうです。

      ＃いや研磨に限らないけど凄すぎる技術者がたくさん…いるのだけど後継者不足。
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    • > 体積から原子数を求め
      これは原子間の距離を使って求められる．

      > キログラム原器との質量比
      比を取るってどうやって？

      天秤にのせて平衡になるかを見れば楽でしょ．
      天秤の正確さは載せる前の平衡を確認すればよい．
      天秤の支点をずらして長さの比を取る方法だと，
      完全にバランスの取れた天秤棒を作らなきゃいけない．
      それって球を削りだすより難しくない？
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      • 他の方のコメントで元の疑問は解決したのですが一応。

        >完全にバランスの取れた天秤棒を作らなきゃいけない．
        >それって球を削りだすより難しくない？

        いえいえ、質量、形状の2パラメータを同時に満たす球の方が難しいですって。なんでもいいから真っ直ぐな棒よりも。

        まだちょっと重いな→きっちり球形をたもったままほんのちょっとだけ削る、とか、 あ、軽くなりすぎた→どうすればいいんだろう?最初からやり直し?、とか、 ここの出っ張りがなければ完璧な球なんだけど→削ると重さ変わるよなぁ、とか。
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    • Re:削り出しつつ質量をあわせる? (スコア:1, すばらしい洞察)

      by Anonymous Coward on 2008年07月03日 17時06分 (#1375883)
      質量は関係ありません。

      必要なのは、正確な半径だけ。
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  • シリコンから球体状の半導体を作るボールセミコンダクター社はどうなっているんだろう？創業者が亡くなった後に移転したという告知は出ていたんだが・・
    --
    --- Lcs(http://lcs.myminicity.com/ [myminicity.com])

  • こういうのこそ (スコア:1)

    by kikki (30639) on 2008年07月05日 0時25分 (#1376942)
    軌道上の微少重力環境の方が有利なんでしょうか？

  • 以下禁止 (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2008年07月03日 15時53分 (#1375808)
    シリコン研磨職人の朝は早い・・・系の書き込み禁止
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皆さんもソースを読むときに、行と行の間を読むような気持ちで見てほしい -- あるハッカー