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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を測定

 産業技術総合研究所の研究グループは,シリコン単結晶球体の超精密な形状計測を通じて,基礎物理定数のひとつであるプランク定数を最高レベルの精度で測定したと発表した。
 現在,キログラムは世界にひとつしかない分銅「国際キログラム原器」の質量と定義されている。しかし,国際キログラム原器の質量は,長期的には表面の汚染などによって変動してしまうことがわかってきた。そのため,普遍的な基礎物理定数に基づいた定義に改定すべく,基礎物理定数を国際キログラム原器の質量の長期安定性よりも高い精度で決定するための研究が各国で進められてきた。その結果,プランク定数に基づく新たなキログラムの定義に移行するかどうかが,2018年に審議されることとなっている。
 今回,同グループは,超高精度のレーザー干渉計と表面分析システムを用いて,直径約94 mmのシリコン単結晶球体の形状を1 nm未満の精度で測定することによ り,プランク定数を最高レベルの精度で測定した。さらに,科学技術データ委員会(CODATA)は,産総研や複数の海外の研究機関のプランク定数の高精度測定結果に基づき,キログラムの新しい定義に用いられるプランク定数の値を決定した。日本が国際単位系(SI)の基本単位の定義の決定に直接関与するのは初めてであり,約130年ぶりとなるキログラムの定義改定に貢献する成果だと言える。

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