単位はどう定義されるのか
7つのSI基本単位から1つを選び、それを定義する自然界の定数に出会いましょう。2019年以降、キログラムさえもプランク定数そのものです。
UnitConv
kg
2019年に再定義
キログラムはプランク定数によって定義されます。
2019年のSI再定義以降、7つの基本単位はすべて7つの自然界の定数の厳密値に固定されています。物理的な人工物はもう必要ありません。
SI基本単位
定義定数
基本単位を選ぶ
キログラム
測る量: 質量
定義定数
プランク定数h
固定された厳密値
h = 6.626 070 15 × 10⁻³⁴J·s
2019年以降は定義により厳密 — 不確かさゼロで固定されています。
現代の定義(2019年)
キログラムは、プランク定数 h をちょうど 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ ジュール秒に固定することで定義されます。メートルと秒がすでに固定されているため、これで物理的な実物なしにキログラムが定まり、キッブルバランスで実現されます。
2019年より前
2019年に再定義キログラムは国際キログラム原器、すなわち1889年からパリ近郊に保管されてきた1個の白金イリジウム円柱の質量でした。そしてそれは複製品から少しずつずれていました。
この単位は2019年に実質的に再定義されました。古い物理的な基準は廃止され、自然界の定数の固定値に置き換えられました。
あなたがこれまで行ってきたすべての測定は、7つの基本単位の上に成り立っています。秒・メートル・キログラム・アンペア・ケルビン・モル・カンデラです。歴史の大半において、これらは物理的な実物(真鍮の棒、白金の円柱、振り子の揺れ)に結び付けられていました。しかし2019年5月20日、世界はその定義の仕方を変えました。いまや各基本単位は、自然界の定数の厳密で不変な値に固定されています。キログラムはプランク定数 h で、秒はセシウム原子で、メートルは光の速さで定義されます。失われることも、傷つくことも、ずれることもありません。単位は宇宙そのものの構造に刻み込まれたのです。
出典
- SI Brochure, 9th ed. (BIPM, 2019) — the 7 defining constants
- bipm.org — SI Brochure
- nist.gov — SI redefinition
- en.wikipedia.org — 2019 revision of the SI
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