2019年5月20日にお馴染みの⌈kg」の定義が変わります。
普段から接することの多い単位ですが、いったい、どういうことなのでしょうか。
そもそも、「1kg」とは何なのか。ちょっと気になったので、キログラムの歴史を簡単に振り返りながら探究してみたいと思います。
最初の定義 水1Lの質量
『水１L（リットル）の質量が１kg』、これが最初に定義された1kgです。1790年代に定義されてから、水について色々わかってきました。それが、
- 体積が温度で変わる
- 密度が気圧と温度で変わる
ということです。体積は温度を厳密に定義することでクリアになりましたが、密度を変化させる気圧が問題になりました。
それは、気圧の要素に質量が入っていることです。
つまり、自分を定義する要素に自分が入っている状態になるため、定義が成り立たなくなるわけです。
この問題を避けるために、１７９９年当時定義された1Lの水と同じ質量の白金製の原器が作成されました。
ここから現在に至るまで、『人工物』の原器の質量がkgの定義となります。
さて、この原器ですが、採択された頃からすでに理論値と200-300mgの誤差があることが指摘されていました。
1875年にメートル条約が度量衡の国際的な統一を目指して締結されました。
そして、1889年キログラムは新しい国際キログラム原器の質量と定義され、２０１８年の現在に至ります。
この国際キログラム原器はフランスのパリ郊外セーヴルにある国際度量衡局に保管されています。
日本にあるキログラム原器
国際キログラム原器は複製が作成され配布されました。
日本には６番目の複製が「日本国キログラム原器」として配布され、産業技術総合研究所に保管されています。
形状は直径約39mm、高さも約39mmの円筒形で、二重のガラス容器に収められいます。
この日本国キログラム原器は国際キログラム原器と比べて0.176mg重いことが分かっているそうです。
これが日本のキログラムの基準となる唯一無二の存在だったわけです。
新しい定義とは
今回の新しい定義のポイントは『人工物』からの脱却です。
10万年は基準として機能すると思われていた国際キログラム原器ですが、科学の進歩により今までわからなかった微小なズレがわかるようになりました。
そこで、新しい定義はプランク定数で定義されます。
その定義はなかなか難しいので、触れてみたい方はこちらを見てみてください。
まとめ
「1ｋｇ」の正体は、プランク定数から導き出される質量となりました。
身近で使ってる「kg」ですが、その裏側で私達の生活に支障が出ないよう尽力されている方々に感謝です。
