킬로그램의 역사: '르 그랑 K'에서 플랑크 상수까지

킬로그램의 기원과 '르 그랑 K'

18세기 말 프랑스 혁명기, 과학자들은 보편적이고 변하지 않는 측정 단위를 만들고자 했습니다. 이들은 지구 자전축에서 적도까지의 거리의 1/10,000,000을 1미터로 정의하고, 순수한 물 1리터의 질량을 1킬로그램으로 정했습니다. 그러나 물의 밀도 측정의 어려움으로 인해, 1889년 제1차 국제 도량형 총회(CGPM)에서 백금 90%와 이리듐 10%로 이루어진 원기둥 형태의 국제 킬로그램 원기(International Prototype of the Kilogram, IPK)를 제작하여 표준으로 삼았습니다. 이 원기는 '르 그랑 K(Le Grand K)'라는 애칭으로 불리며, 프랑스 세브르에 위치한 국제도량형국(BIPM)에서 보관되었습니다. :contentReference[oaicite:0]{index=0}

원기의 변동성과 그 한계

'르 그랑 K'는 전 세계 질량 측정의 기준이었지만, 시간이 지남에 따라 복제본들과의 질량 차이가 발생했습니다. 약 100년 동안 평균 50마이크로그램의 차이가 나타났으며, 이는 먼지 축적, 표면 오염 등 다양한 요인에 기인한 것으로 추정됩니다. 이러한 미세한 변화라도 과학 연구와 산업 분야에서의 정밀한 측정에는 큰 영향을 미칠 수 있습니다. :contentReference[oaicite:1]{index=1}

플랑크 상수를 통한 재정의

이러한 한계를 극복하기 위해 과학자들은 변하지 않는 자연 상수를 기반으로 킬로그램을 재정의하고자 했습니다. 2018년 11월, 제26차 CGPM에서 킬로그램을 플랑크 상수(h)의 고정된 값으로 정의하는 안이 만장일치로 통과되었습니다. 이 새로운 정의는 2019년 5월 20일부터 공식적으로 시행되었으며, 이를 통해 킬로그램은 물리적 원기에서 벗어나 자연 상수에 기반한 단위로 거듭나게 되었습니다. :contentReference[oaicite:2]{index=2}

킬로그램 재정의의 의미

이러한 변화는 측정 단위의 안정성과 정확성을 향상시켜, 과학 연구와 첨단 기술 개발에 큰 기여를 합니다. 특히, 나노기술, 약학, 정밀 공학 등 미세한 질량 측정이 필요한 분야에서 더욱 정확한 측정이 가능해졌습니다. 또한, 자연 상수에 기반한 정의는 시간과 장소에 구애받지 않고 일관된 측정을 보장합니다. :contentReference[oaicite:3]{index=3}

미래를 향한 발걸음

킬로그램의 재정의는 측정 과학의 발전을 보여주는 중요한 사례입니다. 이는 우리가 자연의 기본 원리를 이해하고, 이를 기술과 산업에 적용하는 방식에 혁신을 가져왔습니다. 앞으로도 이러한 노력은 계속될 것이며, 측정의 정확성과 일관성을 향상시키는 데 기여할 것입니다.