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2004.06.27

最後の原器

昨日の朝日新聞夕刊にでていた記事ですが、最後の原器、1kg原器を新しいものに置き換えるための精密測定技術を各国が競い合ってるんですってね。

ちなみに、こんな面白そうな記事なのに、Asahi.comのWebのほうには収録されないようです。残念だなあ。

1秒の原器は、1日の86,400分の1(24時間×60分×60秒)から、1967年にセシウム133の電磁波周期の9,192,631,770倍という定義に置き換わり、それを基にした原子時計が標準時間を刻んでいますね。
NTPで拾ってくる時間の一番元になってるのもこうした原子時計からのものがあります。

1メートルの原器は、子午線の長さの4000万分の1から、1960年にクリプトン86が放つ光の真空中の波長の165,763.73倍と基準が決まり、今では光が299,792,458分の1秒のうちに真空を進む距離と、先の原子時計が刻む時間を基準にしたレーザーメートル原器となってるようです。

で、なんとまあ、1kgの原器のほうは、4℃の水の0.1m立方の重さから、白金イリジウム合金で出来た分銅が作られてから100年以上そのままだったそうです。(^^; (1988年、洗浄したら0.06mg軽くなっちゃったんだってさ)
このように物そのものの原器から、時間と長さは不変的な物理量の定義によって、原器そのものを測定せずとも各地で正確な複製が可能となっていった。残るは重さなのだな。
問題は、正確に「重さ」を計るための技術がないことにあるようだ。EUと日本が共同で行っているのが「アボガドロ定数方」。真の球体に迫るまでに磨き上げたシリコン28の球の直径を正確にレーザー干渉計などで測定し、総体積を計算することによって、そこに含まれるシリコン結晶体の体積で割って、シリコン原子が何個でできてる球かをはじき出す方法。いま1千万分の2まで精度が出てるそうで、もう一桁上げれば「1kgはシリコン原子○○個分」と定義付けられるところまで来ているそうだ。
英米チームは、電磁気的力から定義する「ワットバランス法」で研究を進めてるとな。

気になる原器の置き換えは。。。10年から20年後だそうだ。まだまだ先ですね。

この記事、さらに面白そうなことが最後に書いてある。
「アボガドロ定数法」と「ワットバランス法」のそれぞれで、量子力学の基本定数「プランク定数」を計算するとわずかな誤差で一致しないんだそうだ。どうやら2つの計算方法の間には未知の物理法則が眠っている可能性があると指摘されてるそうだ。
なんかこれもわくわくする話じゃないですか(^^)

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Comments

重さに関しては難しいでしょうね(^_^;

なにしろ星の干渉重力によって限界まで突き詰めると周辺惑星すべての定義までも特定しないと…。星の重力なんて知れてると言う反物理学的な人も居ますが、たとえば干潮、満潮や波なども月の影響を受けてますし、惑星の位置によっては地球も無重力空間上に浮いている液体みたいなものですから、変形しますしねぇ(^_^;(地球も宇宙規模だとぷにょぷにょです)

なので、「地球上で」の重さの定義は、限界ラインがあるので、シリコン28を利用しての地球重力での重さの定義にやっきなんでしょうね。しかし、それも満潮時は軽く、干潮時には重くなっちゃうんでしょうね。ミクロで見ると(^_^;

Posted by: バカぽん | 2004.06.28 at 00:17

 最初、新しい分銅を作るために躍起になってると思ったのはナイショだ。

Posted by: satoshis | 2004.06.28 at 14:29

重力ではなく質量です(^^)>バカぽんさん
質量をなにか物理量として決まったもの、この場合、シリコン28原子が何個分が1kgかを決めようとしてるのです。

いえ、あながち間違ってません>さとしすさん
ある寸法のイリジウム合金の円筒の分銅をつくるというのでは、洗っただけでずっこけてしまうので、もっと明確な物理量であたらしい分銅を作る基準はどのようなモノにするか?を決めるのを各国が競い合ってるんです。

Posted by: くっきも | 2004.06.30 at 00:35

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