안녕하세요, 에스프리입니다.

앞선 글들에서 국제 단위계에서 사용되는 기본 단위, 규칙, 유도 단위 및 국제 단위계와 함께 사용하는 것이 인정되는 국제 단위계 이외의 단위에 대해 이야기해본 바 있습니다.

오늘은 이번 시리즈를 진행하면서 느꼈던 소회를 비롯한 후기를 작성해보고자 합니다.

물리 상수를 기반으로 정의된 국제 단위계의 기본 단위들

우선 기본 단위들을 어떻게든 엄밀하게 정의하려고 애쓰는 과학자들의 똥꼬쇼를 확인할 수 있었습니다.

처음에야 비교적 직관적인 정의였지만, 과학과 기술이 점차 발달하면서 직관적이라고 생각했던 정의들의 불확실성이 확인되면서 (사실상) 같은 값을 얼마나 더 엄밀하게 정의할 수 있느냐가 관건이 되었습니다.

특히나 '원기'의 굴레로부터 벗어나기 위한 몸부림이 대단했는데 결국에는 몇 가지 물리 상수들을 오차 없는 참값으로 정의하면서 해결되었습니다.

KRISS의 표준기들: 상단 - 좌측부터 우측으로 시간 표준기, 길이 표준기, 질량 표준기 / 하단 - 좌측부터 우측으로 전기 표준기, 온도 표준기, 광도 표준기

정의는 물론 그렇게 했지만 실용적으로 구현하기 위해서는 표준기가 필요합니다.

한국표준과학연구원 (Korea Research Institute of Standards and Science, KRISS)에서는 시간, 길이, 질량, 전류, 온도, 광도에 대한 표준기를 가지고 있습니다.

1) 시간 표준기
- 세슘의 에너지 상태간 주파수 차이를 이용한 세슘 분수 시계로 구현되고 있습니다.
- KRISS에서는 상시 표준시 생성을 위해 여러 대의 상용 시계를 함께 작동시켜 대한민국 표준시를 생성하고 협정 세계시 생성에 기여하고 있습니다.

2) 길이 표준기
- KRISS에서는 아이오딘 안정화 헬륨-네온 레이저를 사용하여 매우 안정된 주파수의 빛을 방사합니다.
- 진공에서의 빛의 속력을 주파수로 나누면 레이저의 진공 파장이 구해지는데, 이 파장을 길이의 기준으로 사용합니다.

3) 질량 표준기
- 질량 표준을 구현하기 위한 방법으로 키블 저울 (Kibble balance)과 실리콘구 실험이 있습니다.
- KRISS에서는 키블 저울을 개발하여 질량의 표준으로 사용하고 있습니다.

4) 전기 표준기
- KRISS에서는 거시적 양자 현상인 조셉슨 효과 및 양자홀 효과에 기반한 전압 및 저항 표준기를 개발하여 전기 표준으로 사용하고 있습니다.

5) 온도 표준기
- 절대 온도 단위 켈빈은 볼츠만 상수로 정의되었기 때문에 볼츠만 상수가 포함된 열역학 방정식을 원리적으로 구현할 수 있는 실험 장치가 일차 표준기가 됩니다.
- KRISS에서는 음향기체온도계를 이용하여 켈빈의 정의에 따른 열역학 온도를 구현하고 있습니다.

6) 광도 표준기
- KRISS에서는 극저온 절대 복사계를 광도의 기본 단위인 칸델라의 원기로 사용하고 있습니다.

국제 단위계 표기 규칙의 위반 사례: km/h라고 써야 할 것을 Km/h라고 썼습니다.

또한 국제 단위계 표기 규칙이 생각보다 잘 지켜지지 않는 것을 확인할 수 있었습니다.

숫자와 단위를 띄어쓰지 않는 것은 매우 빈번하고, 소문자로 써야 할 접두어를 대문자로 쓰는 문제도 자주 식별할 수 있는 사례입니다.

기열 작성자 새끼도 숫자와 %, 숫자와 ℃를 띄어쓰지 않는 앙증맞은 찐빠를 냈습니다.

자료 조사 전까지 논문 쓸 때도 그렇게 썼다는 게 유우머 포인트입니다.

어쨌든 논문은 게재되었으니 기쁘지 않은가 라이라이차차차

미국 단위계를 풍자한 것: 오죽하면 이런 개드립이 있습니다 사실 미 육군도 국제 단위계 써요

그러나 국제 단위계에 있어 무엇보다 가장 큰 빌런은 역시 미국 단위계입니다. ???: 아오 미제시치 / ???: 미 제국주의자 놈들 때문에 단위계 통일이 물 건너갔다

국제 단위계를 제대로 안 쓰는 주제에 세계적인 영향력은 매우 매우 강해서 무시할 수도 없으니 환장할 노릇입니다.

오죽하면 미국에서 국제 단위계를 널리 보급하는데 기여하는 사람이 있다면 노벨 물리학상 + 노벨 평화상을 받을 만하다는 드립도 있습니다.

다만 미국 단위계도 '공식적으로는' 국제 단위계를 기준으로 삼고 있으며 (예. 1 인치 (inch)는 정확히 2.54 cm입니다), 미국 단위계에서도 시간의 단위는 초, 전류의 단위는 암페어, 광도의 단위는 칸델라입니다.

문제는 미국 단위계가 국제 단위계보다 우세한 분야도 적지 않다는 것입니다.

대표적으로 항공, 디스플레이, 컴퓨터 분야가 있습니다.

1) 항공: 비행기 고도는 해상 마일을 기준으로 한 플라이트 레벨 (flight level)이 국제 표준입니다. 반면 중국과 러시아는 비행기 고도도 국제 단위계를 사용하여 나타냅니다.

2) 디스플레이: TV나 모니터의 크기를 잴 때 '인치'를 많이 사용하고 있습니다. 또한 해상도를 나타내는 DPI는 dots per inch여서 '인치' 단위를 쓰고 있습니다. 또한 글자 크기를 나타낼 때 쓰는 '포인트 (point)'도 미국 단위계입니다.

3) 컴퓨터: 메인보드 표준 규격으로 '인치' 단위를 대부분 사용하고 있으며 (예. ATX 12 인치 x 9.6 인치), 저장 매체도 '인치' 단위를 사용합니다 (예. 3.5 인치 SSD).

아무쪼록 앞으로는 국제 단위계가 더 널리 보급되었으면 하는데, 현대 산업과 과학기술은 모두 측정 결과에 의존하거나 측정 자체에 의해 이뤄져 왔기 때문입니다.

지금까지 '에스프리의 국제 단위계 이야기'를 읽어주셔서 감사합니다.

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에스프리의 국제 단위계 이야기 (0) 개괄: https://itssa.co.kr/living/2564458
에스프리의 국제 단위계 이야기 (1) 시간: 초 (s): https://itssa.co.kr/living/10395480
에스프리의 국제 단위계 이야기 (2) 길이: 미터 (m): https://itssa.co.kr/living/10447825
에스프리의 국제 단위계 이야기 (3) 질량: 킬로그램 (kg): https://itssa.co.kr/living/10512487
에스프리의 국제 단위계 이야기 (4) 전류: 암페어 (A): https://itssa.co.kr/living/10557143
에스프리의 국제 단위계 이야기 (5) 온도: 켈빈 (K): https://itssa.co.kr/living/10658578
에스프리의 국제 단위계 이야기 (6) 물질량: 몰 (mol): https://itssa.co.kr/living/12452133
에스프리의 국제 단위계 이야기 (7) 광도: 칸델라 (cd): https://itssa.co.kr/living/12482501
에스프리의 국제 단위계 이야기 (8) 국제 단위계의 표기 규칙: https://itssa.co.kr/living/12513702
에스프리의 국제 단위계 이야기 (9) 국제 단위계의 유도 단위: https://itssa.co.kr/living/12573486
에스프리의 국제 단위계 이야기 (10) 국제 단위계와 함께 사용하는 것이 인정되는 국제 단위계 이외의 단위: https://itssa.co.kr/living/12606397