질량의 단위 킬로그램(㎏)이 약 130년 만에 새로 정의된다. 물질의 양(molㆍ몰), 전류(Aㆍ암페어), 온도(Kㆍ켈빈) 단위도 재정의된다.

16일(한국시간) 프랑스 파리에서 열리는 제26차 국제도량형총회(CGPM)에서는 금속 블록인 국제 킬로그램 원기(原器)로 질량의 국제 표준을 정하던 것을 '플랑크상수(h)'에 의한 정의로 바꾸는 안을 의결한다.

현재 1kg은 '르그랑K'(Le Grand K)로 이름 붙여진 물체(원기)의 질량을 기준으로 삼고 있다. 국제 도량학계는 1889년 백금 90%와 이리듐 10%로 구성된 원기둥 모양의 원기(높이와 지름 각각 39mm)를 1kg의 국제 기준으로 정한 뒤 유리관에 담아 파리 인근 국제도량형국(BIPM) 지하 금고에 보관해 왔다.

그러나 변하지 않을 것 같던 르그랑K도 100년 이상 세월이 흐르면서 처음 만들었을 때보다 최대 100㎍(마이크로그램ㆍ100만분의 1g) 가벼워진 것으로 알려졌다. 이에 변하지 않는 상수로 질량을 새로 정의할 필요가 있다는 지적이 제기됐다. 원기에 오차가 발생한다면 미세한 질량 차이로 유의미한 변화가 생기는 의약품 등 산업에서 치명적인 문제가 생길 수 있기 때문이다.

이에 따라 도량학계는 변하는 물질 대신에 변하지 않는 수인 '상수'를 이용하기로 하고 물리상수 중 하나인 '플랑크상수'로 질량을 정의하는 안을 내놓았다.

플랑크상수(h)는 ㎏·㎡/s 식으로 도출되는데 지난해 국제도량형위원회가 플랑크상수를 6.62607015×10-34Js(Js는 플랑크상수의 단위)으로 정의해놓았다. 결국 '1kg=르그랑K의 무게' 였던 것이 ㎏과 Js의 새로운 관계로 바뀌는 셈이다.

이날 총회에서는 질량뿐 아니라 물질의 양(molㆍ몰), 전류(Aㆍ암페어), 온도(Kㆍ켈빈) 단위도 질량처럼 상수인 아보가드로 상수, 기본 전하, 볼츠만 상수를 이용해 다시 정의하기로 했다.

7개의 주요 국제단위계(SI, international system of units) 중 이미 변하지 않는 값을 중심으로 재정의된 길이(m)와 시간(s), 광도(cd)를 제외하고 나머지 4개 단위가 한꺼번에 바뀌는 것은 1960년 국제단위계가 제정된 이후 처음이다.

각 단위의 재정의 안건이 통과되면 내년 5월20일 '세계측정의날(WMD)'부터 세계 산업계와 학계에서 새로운 기준이 적용된다.

<연합>

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