It’s official: light travel exactly 299,762,458 meters per second

It’s official now. 光の速度は正確に秒速299,762,458メートルです。 科学者があらゆる測定に内在する不確実性を示す「エラーバー」もなく、曖昧さはありません。

しかし、光速の固定値を採用するにあたって、国際度量衡総会は自然を先取りしようとはしていない。 その代わりに、10月20日、それは世界により正確な長さの基準を与えました。その中で、メートルは現在、合意された光速の助けを借りて、レーザービームの色から導き出されています。

これにより、会議は、少なくともいくつかの基本単位が時間に直接基づくように、我々の度量衡システムを単純化するための大きな一歩を踏み出しました。 したがって、山の高さや前腕の長さを表すのに使われる長さの単位は、秒に直接結びつけられているのです。 例えば、キログラムもいつの日か時間に基づくものになるかもしれません。

天文学者は、光の速度の助けを借りて長さの単位を定義するために時間を使うことに長い間慣れています。 星までの距離を示す「光年」は、光が1年間に進む距離である。 しかし、国際的な合意により、他のすべての計測システムの基礎となる標準的な基本単位(メートル、キログラム、秒、アンペアなど)については、これまでそのようなことはなかった。

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Up to now, that standard has basically been a length.The standard of the light-year is referenced ultimately to the standard meter.The light year is referenced to the standard meter.

#1999 #1999 #1999 #1999 #1999 #2999 #2999 #2999 #2999 #2999 #2999 #3999 かつては、パリの国際度量衡局が保管するプラチナ・イリジウム棒上の2つのマーク間の距離を文字通りに表していました。 しかし、1960年になると、物理学者や天文学者の精密な測定には、これではあまりに粗末なものになってしまった。 そこで、クリプトン-86ランプ(クリプトン-86は数種類の元素のうちの1つ)が発するオレンジと赤の光の波長1,650,763.73メートルに再定義されたのである。

より正確さを求めるあまり、メトロロジックは長さの単位を実際の物理的な距離ではなく、秒に置き換えたのです。 その主な理由は、秒がすべての基本単位の中で最も正確だからです」と、米国国家標準局(NBS)のケネス・W・エベンソン氏は説明します。 10,000億分の1以上の精度で測定できるのです」。 クリプトン・メーターは10億分の4程度の精度だった。

メーターと秒を結びつける重要なツールはレーザーである。 光の波長は周波数と数学的に関係があり、波長は光速を周波数で割ったものに過ぎない。 そして周波数は、波長の1,000倍から10,000倍の精度で測定することができるとEvenson氏は言います。

レーザーは、このような精密な作業に必要な純粋で安定した光源を提供する。次に、鏡を使ってこの光を自分自身と相互作用させ、フリンジと呼ばれる明暗線の特徴的なパターンを生成させることができる。 この縞模様の間隔は、光の波長に直接関係している。 波長は光の周波数から正確に計算されるので、計量士はフリンジの適切な数、つまり波長の適切な数を数えるだけで、標準的なメーターを並べることができるとエベンソン氏は説明する。

周波数の測定は時間の測定と直接結びついているので、周波数測定の精度、つまり標準計の精度は、現在の度量衡標準の中で最も正確な原子時計の精度と直接結びついているのです。 コロラド州ボルダーにあるNBS研究所のエヴェンソンと彼の同僚の仕事は、度量衡総会がメートルの新しい定義を採用するのを後押しするのに役立ちました。 すでに、クリプトン光の波長を基準にしていた頃に比べ、標準的なメーターは10倍の精度を持つようになったと彼は言う。 さらに精度を10倍向上させることは、ほとんど困難ではないはずだとも述べている

しかし、他の単位はどうなのだろうか。 例えば、メートル単位がそうであったように、キログラム単位を時間単位にすることは現実的なのでしょうか。 エベンソン氏は、温度の度数や電流のアンペア数に対してこれを行う方法は想像できないと言います。 しかし、シリコンの結晶中の原子間の距離を測定することによって、キログラム単位での測定は可能かもしれないという。 もし、標準的な体積の結晶中の原子の数を正確に測定できれば、長さで質量(キログラム)を定義することができるかもしれない。 このように、メートルとキログラムが秒に結びつけば、「秒の観点から基本単位の数を減らすというかなり良い仕事ができる」

とエベンソンは言っている。

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