킬로그램의 역사: 르 그랑 K에서 플랑크 상수까지

킬로그램의 기원과 르 그랑 K의 탄생

프랑스 혁명 이후, 과학자들은 보편적이고 변하지 않는 단위 체계를 만들기 위해 노력했습니다. 그 결과, 1795년에 물 1리터의 질량을 1킬로그램으로 정의하였습니다. 그러나 물의 밀도는 온도와 압력에 따라 변동되므로, 보다 안정적인 기준이 필요했습니다. 이에 따라 1889년, 백금 90%와 이리듐 10%로 이루어진 원통형의 국제 킬로그램 원기(르 그랑 K)가 제작되어 프랑스 세브르의 국제도량형국(BIPM)에 보관되었습니다. 이 원기는 전 세계 질량 측정의 기준이 되었습니다.

르 그랑 K의 문제점과 질량 정의의 변화

르 그랑 K는 엄격한 보관 조건에도 불구하고, 시간이 지남에 따라 미세한 질량 변화를 겪었습니다. 이는 전 세계의 질량 측정 정확도에 영향을 미쳤습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 과학자들은 물리 상수를 기반으로 한 새로운 질량 정의를 모색하기 시작했습니다.

플랑크 상수를 통한 새로운 정의

2018년 11월, 국제도량형총회(CGPM)에서 킬로그램을 플랑크 상수(h)를 기반으로 재정의하는 결정을 내렸습니다. 플랑크 상수는 양자 역학에서 에너지와 주파수 사이의 관계를 나타내는 기본 상수로, 값이 변하지 않습니다. 이 새로운 정의는 2019년 5월 20일부터 공식적으로 시행되었습니다.

새로운 정의의 의의와 영향

이제 킬로그램은 물리적 원기가 아닌, 변하지 않는 자연 상수를 기반으로 정의됩니다. 이를 통해 질량 측정의 정확성과 안정성이 향상되었으며, 과학 연구와 산업 분야에서 보다 신뢰성 있는 측정이 가능해졌습니다. 또한, 이는 다른 단위들도 자연 상수를 기반으로 재정의되는 추세와 일맥상통하며, 측정 과학의 발전에 중요한 이정표가 되었습니다.