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校正のトピックスNo.456
【温度のSI基本単位の定義が変わります】

質量だけでなく温度の定義も変わります。

「水」の基準から「定数」として再定義されます。

  • 温度の単位は日本では一般的には「℃(セルシウス温度)」が用いられますが、世界的な基準としては、「K(ケルビン)」という熱力学温度の単位がSI単位として用いられています。
  • 1954年に、気体・液体・固体の三相が共存する水の三重点は厳密に273.16Kと定められ、1967~68年に「温度の基本単位ケルビンは、水の三重点の熱力学温度の1/273.16である」と温度の基本単位として定義されました。
  • 水の三重点は、ガラス容器内に純度の高い水を密封した「水の三重点セル」で実現でき、温度の再現性にも優れているといわれていました。
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  • しかし、「そもそもただの水なんかを基準とすること自体、論理的ではないのでは?」と疑問視する科学者や計測学者が現れ、様々な研究や測定方法を確立させ、不安定要素のある「水」を基準とするのではなく、温度と運動エネルギーを関連付ける値「ボルツマン定数」という確固たる物理量で再定義することに成功しました。
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新定義によって幅広い温度域での測定精度が上がるようです。

  • こうして質量の基本単位キログラムと同様に、温度の基本単位ケルビンも、物質を基準にした定義から、定数によって再定義されるということになります。
  • この再定義によって、今まで測ることのできなかった超低温や超高温域の温度を理論上正確に求めることができるようになり、水の三重点から離れた温度域での測定精度も向上するといわれています。
  • 「キログラム原器が役目を終える」という話は、世間でもニュースとして採り上げられていましたが、意外に温度の定義が変わることはあまり知られていないと思い、今回のメルマガで採り上げました。このメルマガで少しでも多くの方に知っていただければと思います。

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