世界一丸い完璧な球体
 このツヤツヤと滑らかな球はただのオブジェなどではない。科学者とコンピューターによって徹底的に検査された末に、世界でもっとも丸いほぼ完璧な球と広く認められたすごいものなのだ。

 ただの球体というなかれ、かかった費用は莫大だ。その原料であるケイ素同位体「28Si」の単結晶だけでもざっと1億円以上、球の制作には3億5000万円もの資金が投入されている。

 そこまでして完璧な球体を作り出した理由はギネスに挑戦したかったからではない。1キログラムを定義するという崇高な目的のためだ。
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1キログラムを定義するのになぜ完璧な球体が必要なのか?

 キログラム以外の計測単位は、自然の性質を利用して定義されている。たとえば秒ならセシウム原子が2つのエネルギー準位を遷移する時間が基準だし、メートルなら光がほんの一瞬の間に移動する距離が基準だ。

 しかし最近までキログラムだけは物理的な物体の重さが基準だった。1799年に定められた定義では、摂氏4度の下での水1リットルの重さとされた。さらに1889年、パリにある国際度量衡局で保管されているプラチナとイリジウムの合金で作られた分銅の重さに変更された。

 ところが、なぜだかその分銅の重さは安定しなかった。さらに悪いことに、このキログラム原器をもとに作られた40個の複製もまた、どれも同じ重量ではなかった。

 つまりキログラムには、永遠普遍の基準がなかったのだ。ごくわずかな変動かもしれないが、高度に技術が発展した現代社会では大問題となる。

 そこでこの大問題を解決するべく、アボガドロ国際プロジェクトが発足した。そのためのアイデアが、28Siの完璧な単結晶を使うというものだ。結晶球の直径をレーザーで計測し、そこに含まれる原子の数を算出。ここから「プランク定数」を求め、キログラムの基準にするのだ。



 球が作られると、コンピューター制御のレーザースキャンでそのわずかなバラツキを割り出し、レンズメーカーが数百時間かけて修正。

 そうして出来上がった直径93.6ミリの球は、真円度の差分がわずか50ナノメートルしかない。地球上でもっとも丸い物体の誕生だ。

結局、究極の球体は不採用

 だがせっかく作り出された究極の球体は、結局キログラムの基準として採用されなかった。米国標準技術研究所が別の方法で計測したプランク定数と一致しなかったからだ。

 2019年、キログラムの定義は130年ぶりに改訂。2015年から17年にかけて報告された8つの実験値から得られたプランク定数に基づき、光子が持つエネルギーと同等の質量が1キログラムと定義された。

 科学者が情熱を注ぎ、高額な資金をつぎ込んで作られた究極の球体は無駄になってしまったのか?

 大丈夫だ。英国に本拠地を置く精密サーボアクチュエータ、位置決めシステム、モーションコントロールソリューションのメーカーであるHeason Technology社に新たな家を見つけたようだ。この球体は現在、同社の新しい機械の設計、構築、テストに使用されているという。

written by hiroching / edited by parumo
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    コメント

    1

    1. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 17:11
    • ID:y7T90LYf0 #

    きれい

    2

    2. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 17:15
    • ID:DGK5kSU20 #

    なめてみたい

    3

    3. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 17:37
    • ID:6VBMGYuf0 #

    日本にも複製があるよね。
    深夜TVで見た記憶が…

    4

    4. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 17:39
    • ID:b52tc.Kl0 #

    これと究極の平面を組み合わせて
    本当に接しないのか試して欲しいね

    5

    5. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 17:45
    • ID:Bh0JSA9a0 #

    これは将来、科学の歴史の語り草になるな。

    6

    6. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:03
    • ID:AoifVrPe0 #

    日本学術会議のお偉い人たちは何を作り出したの?

    7

    7. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:05
    • ID:dUAB9Iem0 #

    >真円度の差分がわずか50ナノメートルしかない。

    50万分の1mmの差分か

    8

    8. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:09
    • ID:R072cexK0 #

    自然界に存在する中で最も真円に近い物体は太陽だったはず。
    この球体と太陽と、どちらが真円に近いのだろうか?

    9

    9. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:12
    • ID:1jsNKIxm0 #

    「吾輩は猫である」の寒月君が頑張って作ろうとしてた玉だ。笑

    10

    10. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:17
    • ID:oV7x5sB.0 #

    こんだけやって不採用か
    他に使い道見付かると良いね

    11

    11. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:20
    • ID:cwlVRPgh0 #

    世界一平らな物体に置いてみてほしい

    12

    12. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 18:53
    • ID:63JslJzc0 #

    こんな状態で置いといたらもう真球度下がりまくりなんじゃ
    キログラム原器の重さを維持するのも結構大変だったのに

    13

    13. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 19:13
    • ID:2nGAU97x0 #

    歪みねぇな

    14

    14. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 19:21
    • ID:a0tIZvBv0 #

    どうせアボガドロ的な要素の名前を付けるなら、思い切ってアボガドロ係数と22.4ℓで水素で1モルから計算して気球を作り浮力でkgを定義すればいいんじゃない?

    15

    15. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 19:51
    • ID:xJyORWjb0 #

    真球や真円の完全なるものって存在しないと言われるくらい難しいんだっけ

    16

    16. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 20:01
    • ID:g2SwmoYO0 #

    真円とか
    計算で作り出せたならそれでいいんじゃないの?
    わざわざ作ったって、それも小さいやつを
    小ばかにしてるよww
    真円を作るって不可能なんですから

    17

    17. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 20:12
    • ID:USZcKUtu0 #

    その辺の会社員一人分の人生より重い球

    18

    18. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 20:16
    • ID:IWF3yEVF0 #

    アボガドロ国際プロジェクト…おいしそうな名前だね

    19

    19. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 20:55
    • ID:zWdo4k410 #

    画像で見ても美しいな吸い込まれそう。

    20

    20. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 20:58
    • ID:zWdo4k410 #

    >>11
    浮きそうw

    21

    21. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 21:18
    • ID:xtHJ15ul0 #

    >>15
    普通の素材だと自身の重さで変形するからね
    それでいうと風船みたいに中からの圧力があるほうが真球を保ちやすいのかな?

    22

    22. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 21:59
    • ID:e2hY.mSw0 #

    >>6
    なんでいきなり学術会議?
    あの人たちは色んな分野の専門家でしかないから学術会議が中心として何かを作るなんてことはしないよ

    23

    23. 匿名処理班

    • 2021年03月10日 22:25
    • ID:nxCWeWru0 #

    何かの記事で読んでから、ずっと世界で一番丸い物体は、茨城県の筑波研究学園都市にあると思ってた。ちょっと残念だな、、、

    24

    24. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 07:02
    • ID:XAaLn8bI0 #

    ※6
    日常生活の混乱かなあ

    25

    25. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 09:35
    • ID:ExmcNIzq0 #

    >>2
    いけませんよ

    26

    26. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 09:41
    • ID:.kMtxNKI0 #

    >>7
    真円度は幾何公差だから「真円度の差分」という表現は不適切。真円度50ナノメートルでいい。

    27

    27. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 10:56
    • ID:2VRrPTiM0 #

    ※6
    あの自省しない暴走犯かな

    28

    28. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 10:58
    • ID:2VRrPTiM0 #

    不採用は残念だけどその探求のための技法は決して無駄にはならない筈
    「先人の手法」として多くの後輩たちが勉強するさ

    29

    29. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 15:22
    • ID:wrS7abGL0 #

    球体「この方をヤッつけに行ってくだちい」 

    30

    30. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 15:56
    • ID:9tAM2i7P0 #

    シリコンの単結晶とくると IC のもとになる日本のお家芸のシリコンインゴットだろうなぁ。 今は直径 450mm まで作れるらしい。 それを薄切りにしたシリコンウェーハが 25 枚入りで 8 万円くらいらしいから、単結晶で一億円というのは足元を見られたか、工場のように毎月何本みたいな買い方しないでスポットで一本だけ買うからか。 なんとなく一桁(もしかすると二桁)高い気がしないでもないかな。 磨くほうの加工費は特注の治具や加工機械を作るところから始めるとこれくらいかかるかもな気がしないでもない。 でも 10 個作ると一個当たりのお値段 1/8 〜 1/4 とかになりそう(笑 たぶん、一個も 10 個も時間はかかるけど材料とか機材とかはそう変わらないような気がします。

    31

    31. 匿名処理班

    • 2021年03月11日 22:49
    • ID:w3PAk.AX0 #

    >>18
    わさび醤油で食べたいね。

    32

    32. 匿名処理班

    • 2021年03月13日 18:11
    • ID:TdwiigtO0 #

    ※7
    100万分の50[mm]だから20万分の1[mm]でしょ
    ボケなのかな?

    33

    33. 匿名処理班

    • 2021年03月18日 10:10
    • ID:yxtN0FlY0 #

    まるい

    34

    34. 匿名処理班

    • 2021年04月15日 08:56
    • ID:3iXN4pCh0 #

    >>10
    ワイやったら、仕事辞めたなるわぁ

    35

    35.

    • 2021年06月11日 11:20
    • ID:2hwEraNn0 #
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