무게단위 "㎏", 130년 만에 바뀐다

주희연 기자
입력 2017.10.26 16:47
파리 국제도량형국에 보관돼 있는 '국제킬로그램 원기' 복제품 /NHK캡처
일본 등 5개국 과학자들로 구성된 국제연구팀이 질량을 재는 단위 ‘㎏’(킬로그램)의 새로운 측정 기준 만드는 데 성공했다.

NHK에 따르면 일본 산업기술종합연구소 연구진을 비롯한 5개 국가 과학자가 참여하는 국제연구팀은 25일 “양자역학의 플랑크상수(常數)를 이용해 새로운 '㎏' 기준을 만들었다”며 “내년 11월 열리는 관련 국제회의에 보고할 계획”이라고 밝혔다. 플랑크 상수는 원자 단위 에너지의 크기를 나타내는 수치다.

현재 질량의 단위인 ㎏은 1901년 통일됐다. 국제도량형위원회는 “백금과 이리듐의 합금으로 만든 국제 질량 원기(原器)를 1㎏으로 한다”고 정했다. 당시 기준으로 삼은 원기는 직경과 높이가 각각 39㎜인 원통 모양으로 만들었다. 이 원기 자체가 ㎏의 정의다.

그러나 이 원기는 오랜 시간이 지나면서 표면에 일부 오염이 발생했고, 그 결과 질량에도 극히 미세한 변화가 일어났다.

국제연구팀은 원자 등 극히 작은 물질을 다루는 양자역학의 상수인 “플랑크 상수(Planck constant)”를 이용해 킬로그램의 정의를 재검토하는 연구를 추진, 원자와 원자간 거리를 레이저 등으로 정밀 측정해 무게 1㎏짜리 규소 구체(球體)를 만드는 데 성공했다.

새 기준은 정밀도가 기존 킬로그램의 오차 1억분의 5보다 훨씬 높은 1억분의 2.4 이하라고 한다. 이에 따라 내년 11월에 열릴 관련 국제기구 회의에서 킬로그램의 정의가 130여 년 만에 수정될 것으로 보인다.
3일의 약속

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