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サイエンス

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
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。

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  • アボカド禁止 (スコア:5, おもしろおかしい)

    by shinshimashima (9763) on 2018年11月20日 15時01分 (#3518471) 日記

    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)

  • 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

    • 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。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      E=hν と E=mc^2 とから m が求まる、ってことじゃないの?

    • by Anonymous Coward

      m=E/(c^2) ってことですかね。

    • by Anonymous Coward

      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。

    • 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?

    • by Anonymous Coward

      キログラム原器の

      > 直径・高さともに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」?

      • by Anonymous Coward

        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。

      • by Anonymous Coward

        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。

    • by Anonymous Coward

      [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。

  • by manmos (29892) on 2018年11月20日 19時37分 (#3518678) 日記

    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。

  • by TarZ (28055) on 2018年11月20日 19時54分 (#3518692) 日記

    「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。

    • by Spinnaker (48489) on 2018年11月21日 11時02分 (#3519001) 日記

      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。

      親コメント
      • by TarZ (28055) on 2018年11月21日 11時31分 (#3519019) 日記

        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!

        親コメント
  • by KY Coward (42262) on 2018年11月20日 23時52分 (#3518793)

    プランク定数は今まで、 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 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

    --
    それでも私は3DSを続けるよ。それでも私は3DSを続けるよ。それでも私は3DSを続けるよ。それでも私は3DSを続けるよ。それでも私は
  • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 15時26分 (#3518488)

    定義の変更で私の体重が減ったりはしないんですね。

  • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 15時27分 (#3518490)

    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。

    • 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
  • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 15時28分 (#3518491)

    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]

  • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 15時31分 (#3518497)

    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。

    • by saab9000 (31344) on 2018年11月20日 15時37分 (#3518503) ホームページ 日記
      時代と共に元気じゃなくなっちゃったんですね。
      親コメント
      • by Anonymous Coward

        もっと元気になるんだよ!

    • by nemui4 (20313) on 2018年11月20日 15時49分 (#3518514) 日記

      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]

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        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。

    • by Anonymous Coward

      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。

      • by Anonymous Coward

        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。

        • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 16時54分 (#3518567)

          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。

          親コメント
      • by Anonymous Coward

        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。

        • by Anonymous Coward

          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。

  • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 16時03分 (#3518526)

    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?

    • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 16時12分 (#3518533)

      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?

      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。

      親コメント
    • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 16時16分 (#3518537)

      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。

      親コメント
      • by hjmhjm (39921) on 2018年11月21日 14時36分 (#3519117)

        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)

        親コメント
      • Re:重さとは? (スコア:1, おもしろおかしい)

        by Anonymous Coward on 2018年11月20日 16時29分 (#3518549)

        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。

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          丁度0℃で凍結する偶然が重なるのも凄い奇跡だよね。

          • by Anonymous Coward

            だけど一番重たくなる温度が3.984度という中途半端さ

          • by Anonymous Coward

            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)

      • by Anonymous Coward

        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!

    • by Anonymous Coward on 2018年11月20日 17時00分 (#3518576)

      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。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      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.

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コンピュータは旧約聖書の神に似ている、規則は多く、慈悲は無い -- Joseph Campbell

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