【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？
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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。 「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。」
「...」 >>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？ >>3
プランク定数/光速^2/秒*1.35639251×10^50 が大体 1kg >>5
「先生！ 具体的なやりかたを教えてください」 >>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 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
「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。」 >>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。 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・・・ 俺が一回に排出する大便を1kgと規定すればいいんだよ 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・・・ >>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。 >>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？ >>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。 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。 >>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 >>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 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 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 使わなくなったキログラム原木はどうするんだろ(´・ω・｀) 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。 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。 >>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 >>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 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？ 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 法学部出身の俺氏
>>3と>>5の言ってる意味が解らず低みの見物 >>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。 >>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 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。 >>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 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。 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？ 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？ 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。 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。 時間や長さや質量は、実際上は果たしてどれだけ精密に測定出来るものなのだろうか？
時間が仮に10桁の精度で今計れるのだとして、それを精度を引き上げて20桁にできるか
といえば、おそらくNOだろう。長さも、仮に今が10桁だとして、それを20桁の精度にできる
かといえば、これもおそらくNOだろう。質量についても。。。
有限温度での測定をしていることや、場の零点振動、未知の素粒子の場との相互作用、
測定に用いる計測装置の現実的な大きさ、宇宙の背景輻射の影響、
重力による空間のゆがみ、現実に測定にかけられる時間の長さや回数、
などなどを考えたら、それらによって邪魔されてこれ以上の精度を得るのは
無理だなどという理論限界がありそうな気がするが、どうだろうか。 時計の精度が上がっていて高度差１５メートルでも時間が遅れることが測定できるようになった。
これは低い位置にある時計の方がわずかに重力が強く、相対論的効果が働くのが原因。
しかし、そうだとすると足と頭でも時間の進み方が違っているわけで、足の方が頭より少し若いということになる。 年々測定精度が上がっててすごいなぁ
高性能のジャイロスコープが不良品で誤作動してると思ったら
地球の自転運動を感知してた話好き 宇宙線の中のミューオン粒子や超高エネルギーの陽子とか中性子などが飛び込んで来て、
シリコンの玉あるいは従来のキログラム原器に含まれる原子と衝突して、核崩壊させたり、
粒子をたたき出したりすれば、質量が変化しないの？ >>52
想定している誤差の範囲内だから無視でOK 精密な重さの測定によって重力波を検出するのには使えないの？ 重力に逆らって10ｃｍほど持ち上げた分銅は、位置のエネルギーを得ているはずだから、
持ち上げていない分銅よりも質量が増加しているはずだが、そういう変化が検出できる
ようになる日は来るのだろうか。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
