質量・温度・電流など4つの自然界の基本定数が更新される

画像出典: Stoughton/NIST

　アメリカ国立標準技術研究所(NIST)は22日(米国時間)、自然界の4つの基本的な定数について、更新値が決定されたことを発表した。

　変更される定数は国際単位系(SI)の定義に関するもので、新SIは2018年に国際機関による採択予定で、承認されれば、地球上のあらゆる場所で正確な測定が可能になるとしている。

　変更される定数はボルツマン定数(状態数とエントロピーを関係付ける定数)、プランク定数(光子のもつエネルギーと振動数の比例関係をあらわす比例定数)、電気素量、アボガドロ定数(物質1モルを規定する量)の4つ。

　SI基本単位とは、秒(s、時間)、メートル(m、長さ)、キログラム(kg、質量)、ケルビン(K、温度)、アンペア(A、電流)、カンデラ(cd、光度)、モル(mol、物質量)の7つの基本単位を指す。

　現在、ケルビン(K、熱力学温度の単位)は水の三重点の熱力学温度の273.16分の1を1Kとして規定されているが、新SIではボルツマン定数を絶対値として規定される。

　電流を表すアンペア(A)も、キログラムとメートルの定義に依存する現行の定義から、電気素量を基に規定される。アボガドロ定数の固定は、物質量の単位であるモル(mol)の定義を更新する。

　プランク定数は、キログラム(kg)の新規定に関わるもので、国際キログラム原器の測定値を1kgとする現行の定義から、プランク定数を用いて規定される。なお、これによってキログラムは、秒およびメートルの定義に依存する形となる。

　ちなみに、秒は基底状態で温度が0Kのセシウム133原子の超微細構造の周波数の数値、メートルは光が真空中を進む長さから規定される。

　NISTによれば、定数の調整は小さく、日常生活には影響しないという。しかし、完全に固定された定数の値に基づいて改訂されたSIは、無限小から膨大な値まで、スムーズにスケーリングする均一で正確な測定を保証し、科学、商業を支えるものになるとしている。