2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a method for small mass measurements using the new definition of the kilogram based on the Planck constant
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20H02630
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
倉本 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (60356938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 一慧 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (80759952)
大田 由一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (60737237)
張 麓ルウ 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (50392634)
大久保 章 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30635800)
稲場 肇 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (70356492)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 微小質量 / プランク定数 / キログラム / 標準 / 電圧天びん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年5月20日、質量の単位「キログラム」の定義が130年ぶりに改定された。新たな定義は普遍的な物理定数「プランク定数」にもとづく。この歴史的な定義の改定によって、これまで実現することが難しかった、微小な質量をキログラムの定義にもとづき高精度に測定することが原理的に可能となっている。本研究では、このキログラムの定義改定という質量の基準に関する歴史的なパラダイムシフトを積極的に活用し、以下の項目を実施する。
①プランク定数を基準として、1ミリグラムから10マイクログラムの範囲の微小な質量を0.001 %の精度で測定することができる電圧天びんを開発する。②原子数計測にもとづき質量を測定した微小参照分銅を用いて、①で開発した電圧天びんの健全性を検証する。
令和4年度は以下の項目を実施した。
1. 原子数計測にもとづくシリコン球体質量測定および微小質量分銅の開発：球体体積測定用レーザー干渉計および球体表面分析システムを用い、シリコン単結晶球体の質量をプランク定数を基準として決定し、これまでに実施した球体質量測定結果との比較を行った。球体表面分析についてはシミュレーションによる分析の妥当性評価を行った。また、微小参照分銅を自動搬送する機能を備えた分銅自動校正システムを開発し、その性能を評価した。
2. 電圧天びんの開発：電圧天びんによる微小質量測定におよぼす装置形状の影響を、有限要素法を用いて評価した。
1および2の実施によって、合計4本の論文をインパクトファクターの付与された国際誌に論文として発表した。また、1件の国内学会発表、2件の国際学会発表を行った。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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