킬로그램의 역사: 르 그랑 K에서 플랑크 상수까지

킬로그램의 기원과 르 그랑 K의 탄생

프랑스 혁명기의 혼란 속에서 과학자들은 보편적이고 변하지 않는 단위 체계를 만들고자 했습니다. 그 결과, 지구 자오선의 1/10,000,000을 1미터로 정의하고, 1리터의 물의 질량을 1킬로그램으로 정했습니다. 그러나 물의 질량은 측정 조건에 따라 변동될 수 있어, 1889년 국제 도량형 총회(CGPM)에서는 플래티넘-이리듐 합금으로 만든 원기인 '국제 킬로그램 원기(IPK)', 일명 '르 그랑 K(Le Grand K)'를 제작하여 킬로그램의 기준으로 삼았습니다. 이 원기는 프랑스 파리 근교의 국제 도량형국(BIPM)에 보관되었으며, 전 세계 질량 측정의 기준이 되었습니다.

변화하는 르 그랑 K의 질량

시간이 흐르면서 과학자들은 르 그랑 K의 질량이 미세하게 변동한다는 사실을 발견했습니다. 이는 복제본들과의 비교를 통해 확인되었으며, 이러한 변화는 측정의 정확성에 영향을 미칠 수 있었습니다. 물리적 원기를 기준으로 삼는 데 따른 한계를 극복하기 위해, 보다 안정적이고 재현 가능한 기준이 필요하다는 목소리가 높아졌습니다.

플랑크 상수를 통한 새로운 정의

2018년 11월, 제26차 국제 도량형 총회에서는 킬로그램을 플랑크 상수(h)를 기반으로 재정의하는 결정을 내렸습니다. 플랑크 상수는 양자 물리학에서 중요한 값으로, 이를 정확히 6.62607015×10^-34 Js로 고정함으로써 킬로그램을 비롯한 다른 단위들도 자연 상수를 기반으로 정의할 수 있게 되었습니다. 이 새로운 정의는 2019년 5월 20일부터 공식적으로 시행되었습니다.

새로운 정의의 의미와 영향

킬로그램을 플랑크 상수를 기반으로 재정의함으로써, 물리적 원기에 의존하지 않고도 전 세계 어디서나 동일한 기준으로 질량을 측정할 수 있게 되었습니다. 이는 과학 연구와 산업 분야에서 측정의 정확성과 일관성을 높이는 데 기여하며, 기술 발전에도 중요한 역할을 합니다. 르 그랑 K는 이제 역사적인 유물로 남아 있지만, 그 역할은 현대 과학의 발전에 큰 발자취를 남겼습니다.