オーストラリア、アメリカ、ドイツ、日本…の広範囲に離れた施設に点在するのは、慎重に磨き上げられ厳重に保護された 7 つの球体のコレクションです。これらは国際的なアボガドロ プロジェクトからのシリコン球です。これらはオーストラリア科学産業研究機関 (CSIRO) によって非常に高い精度で構築され、世界で最も丸い物体と考えられています。

米国国立標準技術研究所 (NIST) によると、その表面は非常に滑らかなので、地球の大きさに拡大した場合、最も高い山と最も深い海の間の距離はわずか 3 ～ 5 m になります。国際アボガドロプロジェクトに参加する組織の代表。光学干渉計は、研究者が球の幅をナノメートルの精度で測定するのに役立ちました。各球体の価格は約 320 万ドルで、熟練したレンズメーカーによって手作りされています。

それでは、これらの球体を作る目的は何でしょうか?パワーハウス博物館によると、国際アボガドロ プロジェクトは、完全なシリコン球を使用してアボガドロ定数 (基本的な物理定数) の値を正確に決定することを目的としています。パワーハウス博物館には 2016 年の試作品球が展示されています。具体的には、キログラムに基づいてキログラムを再定義することが目的です。アボガドロ定数について。

18 世紀にメートル法が導入されたとき、最初の定義は自然界に基づいていました。 1 メートルは、パリを通る直線で測定した北極と赤道の間の距離の 1,000 万分の 1 に相当します。 1 リットルは、氷の融点で測定した水の 1/1000 m3 の体積です。キログラムは、真空下でのこの量の水の質量です。

これらの定義を作成した後、フランス科学アカデミーはその定義を正式化し始めました。 1799 年までに、ル グラン K またはビッグ K と呼ばれる 1 キログラムの円筒など、物理的なオブジェクトを使用して測定単位を説明するようになりました。

しばらくして、これらの措置は世界中で普及しました。しかし、深刻な問題は、それらが完全に物理的なオブジェクトに基づいていることです。このシステムを確立した人々にとって、地球の円周は不変の定数のように見えるかもしれませんが、実際には常に変化しています。実際、長さの計算を担当した科学者が 0.2 mm 単位で計算を誤り、誰も最終的な数値を修正しなかったため、このシステムも最初から間違っていました。

このような理由やその他の理由から、20 世紀になると人々はより正確な自然定数の観点から単位を再定義することを主張し始めました。特に、物質の量を測定するために使用される単位であるモルは、6.02214076 x 10 の物質の量に割り当てられます。²³ 基本的なエンティティ。アボガドロの定数としても知られています。

2005 年、国際度量衡委員会の第 94 回会合で、専門家はキログラムを普遍定数の観点から再定義することを推奨しました。委員会は、プランク定数を使用することが最善の選択肢であると判断した。

しかし、一部の科学者は別の考えを持っています。アボガドロ定数の現在の定義は物質の質量に依存しているため、彼らはこの関係を逆に利用できるのではないかと考えました。しかし、その前に、アボガドロ定数に基づくキログラムの新しい定義が精度と信頼性の点で現在の標準と競合できるように、この定数をより正確に定義する必要があります。相対誤差はわずか 20 ppb です。

基本的に、この計画は、正確な量の既知の物質から物体を作成し、それに応じてキログラムを定義することでした。これらの物体は、Big K に比べて多くの利点を備えたシリコン球です。シリコン球が紛失したり破損したりしても、キログラムは物理的な物体ではなく概念によって定義されるため、キログラムの定義には影響しません。

国際標準基本単位の定義は物体内の原子の数を数えることに依存するため、計算は非常に正確である必要があります。これが、球体が非常に丸い必要がある理由です。 「球体が理想的な形状として選ばれたのは、角やエッジがなく（欠けや磨耗を避けるため）、球体が十分に完璧であれば、単一のパラメーター（直径）から体積を計算できるためです」とパワーハウスは説明します。博物館。

一方、シリコンが選択されたのは、非常に高純度のシリコンを製造および処理するための成熟したプロセスがあるためです。シリコンは科学者にとっても多くの利点をもたらします。科学者はシリコン同位体 28 の質量をすでに知っており、結晶格子の空間パラメータも標準化されているため、球内の原子の数を計算することが可能です。

NIST によると、国際度量衡委員会はキログラムを再定義する基礎としてプランク定数を選択しましたが、少なくともプランク定数に関する定義の正確性を検証するために、他の自然定数も使用される可能性があります。

サオゲーム （によると サイエンス IFL)