【物理】重さの基準、決定に新手法 分銅「キログラム原器」不要に?

1白夜φ ★2017/10/29(日) 23:18:25.96ID:CAP_USER
重さの基準、決定に新手法 分銅「キログラム原器」不要に?

2017/10/24 19:3310/26 18:14updated
c一般社団法人共同通信社

【ワシントン共同】重さの単位「キログラム」の基準を定める新手法を確立したと、産業技術総合研究所(茨城県つくば市)など5カ国の研究機関が23日、発表した。
約130年間、パリ郊外に保管される分銅「キログラム原器」が基準になってきたが、来年11月の国際会議でこの手法を用いることが決まると、原器が不要になるという。
--- 引用ここまで 全文は引用元参照 ---

▽引用元:共同通信 2017/10/24 19:3310/26 18:14updated
https://this.kiji.is/295497743488713825

▽関連
国立研究開発法人 産業技術総合研究所
発表・掲載日:2017/10/24
質量の単位「キログラム」の新たな基準となるプランク定数の決定に貢献
−世界最高レベルの精度でプランク定数を測定−
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2017/pr20171024/pr20171024.html
産総研で開発したシリコン単結晶球体の形状を高い精度で測定するレーザー干渉計(左)と、
直径測定値の、平均直径からの偏差を表示した球体形状三次元図(右)
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/press_release/pr2017/pr20171024/fig_1.jpg

*ご依頼いただきました。

2名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:18:40.64ID:Yz4zZDLb
知的であるかどうかは、五つの態度でわかる。
http://derx.stanciu.biz/2017/10/post/017

「なんで働かないといけないんですか?」と聞いた学生への、とある経営者の回答。
http://derx.stanciu.biz/2017/10/post/04 trdrdfg

3名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:26:20.53ID:+bZN1ZgW
「先生! プランク定数とボルツマン定数から、kgとKを決める方法を教えてください。」
「...」

4名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:28:50.93ID:2YEh5aFj
>>1
「質量」と「重さ」の区別も出来ないような奴がスレ立てしてんのか。
記事名をコピペしたときにおかしいと思わないのか?

5名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:32:53.28ID:2YEh5aFj
>>3
プランク定数/光速^2/秒*1.35639251×10^50 が大体 1kg

6名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:33:57.24ID:+bZN1ZgW
>>5
「先生! 具体的なやりかたを教えてください」

7名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:34:06.53ID:Rb0QwbDm
>>4
共同通信の記者が低脳すぎる
こういう記者能力欠如の記者が溢れ返っているから、今のマスコミはでたらめなのかね

8名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:40:45.05ID:I2D8z2qP
どっかのお隣さん素手で触ったり無くしたりしてなかったっけ?

9名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:42:07.31ID:2YEh5aFj
>>6
http://d29qn7q9z0j1p6.cloudfront.net/content/roypta/369/1953/3936/F1.large.jpg
ワットバランスを用いて重力と電磁気力の釣り合いで測る。
フォン・クリッツィング定数を通してプランク定数が出てくる。

10名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:51:25.89ID:+bZN1ZgW
>>9
「先生! ワット天秤は電流 → 質量を変化するだけで、古典的電磁気学と重力には
プランク定数が出ません。」

11名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:55:17.83ID:SqutJeAu
>>8
韓国一安心?

12名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:58:26.10ID:lhp+zPg3
>>7
質量と重さの混同は良くあるね。
単位書いて説明しても、ぴんとこ無い人は来ないらしい。

13名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:58:41.49ID:VuGtivtk
ロシアが超高純度に精製し、
ドイツがチョクラルスキー法で単結晶にしたあと、それを切り出して
オーストラリアのレンズ職人が超真球に磨き上げ、
米国と日本の光学技術で測定して値付けしたシリコンの球が新しいキログラム原器へ・・・

14名無しのひみつ2017/10/29(日) 23:59:09.27ID:MtmcFdCr
俺が一回に排出する大便を1kgと規定すればいいんだよ

15名無しのひみつ2017/10/30(月) 00:00:20.30ID:hwmqlTip
ああドイツで単結晶にしたのはフローティングゾーン法かな?
チョクラルスキーだと、シリコンを溶かしたルツボの不純物が混入してしまう・・・

16名無しのひみつ2017/10/30(月) 00:01:12.81ID:vmustfTu
>>10
> 古典的電磁気学

古典じゃねーし。量子電圧標準を使うからな。

17名無しのひみつ2017/10/30(月) 00:02:00.31ID:vyuJBzzl
>>13
真球の単一Si同位体の単結晶を作ることでその中のSi原子の数が厳密に
決められるところまでは行くが、その後は?

18名無しのひみつ2017/10/30(月) 00:03:50.17ID:vyuJBzzl
>>16
ワット天秤はローレンツ力を使うから正確な電流こそが必要。

19名無しのひみつ2017/10/30(月) 00:30:14.94ID:vyuJBzzl
キログラム原器:単一同位体のSi単結晶の球体の質量:Si原子の質量は分かるが、
        ↑ワット天秤                ↑結晶解析法      
ここから、Si原子の質量とプランク定数の関係が出てきてないんだよね。後、2段階ぐらいは
必要だな。

20名無しのひみつ2017/10/30(月) 01:51:25.20ID:/NkUJbWq
>>12
おもさの単位はkgって最初に教わるからじゃないか?
質量にあたる日常語が無いのが悪いんじゃないかな

21名無しのひみつ2017/10/30(月) 09:01:53.72ID:bsnLKDw7
>>13
単結晶にしたなら結晶面に沿って磨いて平行六面体にするほうが精度出るだろうに、何で球なんかにしちゃったんだろうね

22名無しのひみつ2017/10/30(月) 17:53:25.62ID:TTkMgo6o
世界有数のキログラム原器の消費国である韓国には朗報だな

23名無しのひみつ2017/10/30(月) 18:39:23.14ID:r/54ceet
キログラム原器を消費した国は韓国しか存在しないわけだが

24名無しのひみつ2017/10/30(月) 20:02:55.92ID:ijqbKo25
使わなくなったキログラム原木はどうするんだろ(´・ω・`)

25名無しのひみつ2017/10/30(月) 20:45:16.03ID:r/54ceet
>>24
当然、博物館行き

26名無しのひみつ2017/11/01(水) 12:07:11.01ID:EhJwGxS8
おれの体重も変わる?

27名無しのひみつ2017/11/01(水) 17:29:50.57ID:kG0//CCg
基準が変わるだけで重さは変わらないよ

28名無しのひみつ2017/11/04(土) 23:42:51.74ID:y9imLqkR
これで本当に、原器なしでもいつでもどこでも
任意の質量をキログラム原器の精度を超えて
比定し、確定できるようになったのだろうか?

多分これまでの原器も、参考資料として従来同然の
管理体制で保管されるようになると思う。そうして
経年や環境で実際の新基準による測定で、原器の
もつ質量の変化や絶対誤差を測定観測されることに
なるのではないかな。

29名無しのひみつ2017/11/04(土) 23:45:20.88ID:Is83d1/r
>>28
なんの意味があるの?

30名無しのひみつ2017/11/05(日) 00:15:38.48ID:zwxYD0cw
そういう測定実験をすれば、論文がかけるだろ?
また、今後もずっと経年変化を追いかければ、
過去に従来の原器を頼って行われた計測値が
将来の質量基準で測った場合にどれだけの値
であったかの範囲を見極める役に立つだろう。
まあ、過去の測定値が大きく影響を受けるこ
とはないのだろうけれども。

31名無しのひみつ2017/11/05(日) 00:32:56.51ID:DqsirFs4
プランクton

32名無しのひみつ2017/11/05(日) 00:38:40.61ID:iheUM3r8
>>30
そりゃどんなくだらないものでも論文は書けるけどアカデミックにも社会にも影響しないものにリソース割いてどうすんのよ

33名無しのひみつ2017/11/05(日) 04:05:01.45ID:Lon8RnXo
>>7
記事を書く記者は理解していても、見出しを考える下っ端がカスだったりする可能性もあるらしい

34名無しのひみつ2017/11/11(土) 23:32:57.12ID:jBQPRGYZ
これまで100年以上にわたって質量の基準として
昼も夜も1キログラムの質量を維持し続けることに
だけ専念してきた原器だから、ご苦労様でしたと
感謝と尊敬の念を伝えてから、貴金属リサイクル
に回すべきだろうかな。あるいはフランスの国際
メートル委員会に返納するの?

35名無しのひみつ2017/11/12(日) 09:39:38.98ID:p947AeCv
ヤフオクにキログラム原器出るかもな。

36名無しのひみつ2017/11/12(日) 09:41:31.15ID:hb2OaJ/I
博物館に永久保存だよ
役割を終えたからと言って破棄するのは愚者のやることだ
近代の生みだした様々な生産物は世界各地で保存されている
ソニーのウォークマンはメトロポリタン美術館で保存されている
人類の記憶と証拠として残していくんだよ
古い時代のものだけに保存価値があるんじゃないよ

37名無しのひみつ2017/11/12(日) 11:08:40.77ID:h6SbziGz
法学部出身の俺氏
>>3>>5の言ってる意味が解らず低みの見物

38名無しのひみつ2017/11/12(日) 11:30:45.17ID:K/a0s68O
>>36
>役割を終えたからと言って破棄するのは愚者のやることだ
古代より愚者のために失われた技術は数多いのが嘆かわしい。

39名無しのひみつ2017/11/12(日) 12:31:21.61ID:XDH4SW5E
>>38
ギリシャの計算機とかバグダッド電池とか

40名無しのひみつ2017/11/12(日) 14:16:52.99ID:O7saIBva
>>19
>Si原子の質量とプランク定数の関係が出てきてない

物質量(macroscopic mass)とプランク定数の関係はワット天秤から求められる
そこからアボガドロ定数用いてSiの原子量が求まる
こういう流れじゃねえの

41名無しのひみつ2017/11/12(日) 14:40:47.48ID:g/fc4e3k
Siは同位元素が混合しているので、原料のSiを採取した場所
によって、重さが変化するような気がする。天然Siの同位体で
放射壊変するのがあったかどうかはよく知らないが。

また、精製したり、結晶化をさせるなどの処理の過程で、
同位体比が微妙に変化する可能性もあるので、そのあたり
どうなっているのだろうか。

単結晶とはいっても、真空中で生成し結晶成長させても
若干のガス類を含有してしまうだろうし、高温で析出
させるから格子欠陥は残るし、研磨や機械加工をすると
結晶の歪みや転移が入ってしまうだろう。いろんなことを
考えると、不安である。
全く同じ手順に従って独立に複数のSi球を作って(たとえば
日米独露仏英など)、
それらを天秤に載せて比べた時に、それらの質量が
果たしてどれほどぴったりと同じ範囲に収まるかが見物だ。
それが従来のキログラム原器よりも良くなければ、仕方が無い。

それに、Si球といえども、やはり経年変化はあり得る。

42名無しのひみつ2017/11/12(日) 16:47:48.94ID:Le2W2I1n
>>41
同位体比率には一定の注意が必要だが残りは大したことない

43名無しのひみつ2017/11/14(火) 08:10:16.92ID:ZZ9EIpoK
水を凍らせると、凍っている氷の中の水の酸素原子や
水素原子の同位体比率は、まだ凍らずに残っている液体の
水の中の酸素原子や水素原子の同位体比率とは違う。

44名無しのひみつ2017/11/16(木) 08:34:04.59ID:vfrxr9t2
Siの表面は空気中の酸素で酸化されて
二酸化ケイ素SiO2の被膜が形成されると思うけれども、
それで持って質量が変化する気がするが、
それの影響は無いのかな?

45名無しのひみつ2017/11/17(金) 14:35:26.88ID:pYIxfUUW
シリコンで原器を作るわけじゃなくて質量の定義に使うだけだから
問題ないんじゃない?

46名無しのひみつ2017/11/18(土) 10:19:28.92ID:3tMdr89O
どうやって10桁あるいはそれを超えた精度で
天秤による比較ができるのだろうかな。

天秤ということなら、力の比較になるわけだが、
質量は力じゃ無いから重力の中での重さになるわけだろうが、
重力の均質さなんてどれだけあるのか、朝と昼では太陽の
位置との影響がありそうだし。電磁気力と分銅にかかる
重力との比較だとすれば、電流を10桁を超える精度で
測ったり、コイルの形状をそれだけの精度で管理したり、
衣服に溜まる静電気の影響とかとか、気になるところは
たくさんあるような。天秤の両手の長さが熱膨張やゆがみで
変化したらなど、疑問は尽きない。10桁の精度は並大抵じゃ
ない。普通の家電製品の抵抗の値は5%誤差、電圧の
精度も5%ぐらいだから、10桁はすげーとしかいいようがない。

47名無しのひみつ2017/11/18(土) 10:57:19.35ID:6Q/o2OvM
重力加速度の測定なんて簡単だから

48名無しのひみつ2017/11/18(土) 14:38:00.56ID:3tMdr89O
床のコンクリートの厚みとか床下の地面の中の水分の
割合や埋まっている石の分布のぐあいなどぐらいで
たちまち重力の加速度は10桁の精度でなら位置によって
変わってくるのじゃ無いのかね。

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