SI基本きほん単位たんいの再さい定義ていぎ (2019年ねん)

SI基本きほん単位たんいの再さい定義ていぎ（SIきほんたんいのさいていぎ、英えい: en:2019 redefinition of the SI base units）とは、2018年ねんの第だい26回かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいで採択さいたくされたSI基本きほん単位たんいの根本こんぽん的てきな再さい定義ていぎである。

国際こくさい度量衡どりょうこう委員いいん会かい (CIPM) はSI基本きほん単位たんいの定義ていぎを改訂かいていする決議けつぎ案あんを提案ていあんしていた。この提案ていあんは2018年ねん11月16日にちに第だい26回かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい（CGPM）で決議けつぎ・承認しょうにんされた。この結果けっか、SI基本きほん単位たんいはそれまでの人工じんこう物ぶつによる定義ていぎから全面ぜんめん的てきに解放かいほうされ、より根源こんげん的てきな自然しぜん法則ほうそくに基もとづく定義ていぎに移行いこうした。この決議けつぎに基もとづく国際こくさい単位たんい系けいは2019年ねん5月がつ20日はつかより施行しこうされている。この日ひは1875年ねんにメートル条約じょうやくが締結ていけつされた日ひであり、これにちなむ世界せかい計量けいりょう記念きねん日びである。

本ほん記事きじの記述きじゅつは、主しゅとして国際こくさい単位たんい系けいの第だい9版はん Ver.2.01とその日本語にほんご版ばんを基もとにしている。

旧きゅう定義ていぎと新しん定義ていぎにおける7つのSI基本きほん単位たんいの間あいだの関係かんけいと、基本きほん単位たんいと物理ぶつり定数ていすうの関係かんけい

改定かいていの意義いぎ

かつて、度量衡どりょうこうとしてのメめートル法とるほうは、一貫いっかん性せいのある単位たんい系けいである国際こくさい単位たんい系けい（SI）の1960年ねんの採択さいたく・発効はっこうによって大おおきく変化へんかした。SIは定義ていぎされた7つのSI基本きほん単位たんいと、SI基本きほん単位たんいから組立くみたてられた20の組立くみたて単位たんいにより構成こうせいされている。これらの単位たんい系けいは一貫いっかん性せいを持もったシステムとして構築こうちくされている。

SI基本きほん単位たんいの定義ていぎは、かつてはメートル原器げんきやキログラム原器げんき、天体てんたいの運動うんどうなどに依存いぞんしていた。原器げんき類るいは人ひとの手てによる有形ゆうけい的てき存在そんざいであり、普遍ふへん的てきな単位たんいを定さだめる為ために十分じゅうぶんな「不変ふへんの存在そんざい」とは言いい難がたい。自転じてん周期しゅうきや公転こうてん周期しゅうきといった天体てんたいの運動うんどうにかかわる数値すうちも、長ながい時ときを経へていずれは変化へんかを受うける。そこで、これまでのSIの改訂かいていによって、たとえば、天体てんたいの運動うんどうを秒びょう（時間じかんの単位たんい）の定義ていぎから排はいし、メートル原器げんきをメートル（長ながさの単位たんい）の定義ていぎに用もちいないようするなど、よりSIの理念りねんに沿そうように単位たんいの定義ていぎの改訂かいていを重かさねてきた。

今回こんかいの国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいによる採択さいたくによる新あたらしい定義ていぎでは、基本きほん単位たんいの導出どうしゅつおいて基本きほん的てきな自然しぜん法則ほうそくにあらわれる物理ぶつり定数ていすうや特定とくていの物質ぶっしつに固有こゆうの物性ぶっせい量りょうの値ねついて、これらを定義ていぎされた固定こてい値ち（不確ふたしかさを一切いっさい含ふくまない値ね）としてまず定義ていぎしている。そのうえで、これらの物理ぶつり定数ていすうや物性ぶっせい値ちに整合せいごうするように、新あたらしい単位たんいの定義ていぎが定さだめらるようになった。

単位たんい	旧きゅう定義ていぎで参照さんしょう・使用しようする値ねの数かず				新しん定義ていぎで参照さんしょう・使用しようする値ねの数かず
	人工じんこう物ぶつ	物性ぶっせい値ち	物理ぶつり定数ていすう	依存いぞんする単位たんい	人工じんこう物ぶつ	物性ぶっせい値ち	物理ぶつり定数ていすう	依存いぞんする単位たんい
s	0	1 (Δでるたνにゅー133Cs)	0	0	0	1 (Δでるたνにゅー133Cs)	0	0
m	0	0	1 (c)	1 (s)	0	0	1 (c)	1 (s)
kg	1 (原器げんき)	0	0	0	0	0	1 (h)	2 (s, m)
A	0	0	1 (μみゅー0)	3 (s, m, kg)	0	0	1 (e)	1 (s)
K	0	1 (TTPW)	0	0	0	0	1 (kB)	3 (s, m, kg)
mol	0	1 (m12C)	0	1 (kg)	0	0	1 (NA)	0
cd	0	0	1 (Kcd)	3 (s, m, kg)	0	0	1 (Kcd)	3 (s, m, kg)

旧きゅう定義ていぎおよび新しん定義ていぎにおいて、それぞれの単位たんいが定義ていぎに使用しようしている人工じんこう物ぶつ、物質ぶっしつの物性ぶっせい値ち、物理ぶつり定数ていすうの数かずを表ひょうに示しめした。あわせて、その定義ていぎに必要ひつような他ほかの単位たんいの定義ていぎの数かずも示しめした。今回こんかいの改訂かいていで定義ていぎ値ちとして定さだめられている物理ぶつり定数ていすうおよび物性ぶっせい値ちは7つあり、これらに対応たいおうするSI基本きほん単位たんいも7つある。

このなかで、今回こんかい大おおきな改訂かいていがあったもののひとつはキログラム（質量しつりょうの単位たんい）の定義ていぎである。改訂かいてい前まえの定義ていぎには、SIのなかで唯一ゆいいつの有形ゆうけい的てき存在そんざいである原器げんき（国際こくさいキログラム原器げんき）が未いまだに用もちいられていた。今回こんかいのSI基本きほん単位たんいの再さい定義ていぎでは、キログラムはプランク定数ていすう（量子力学りょうしりきがくの基本きほん的てきな物理ぶつり定数ていすうのひとつ）を固定こてい値ちとすることで定義ていぎされており、国際こくさいキログラム原器げんきは不要ふようとなった。この結果けっか、旧きゅう定義ていぎにおいて既すでに自然しぜん法則ほうそく（物理ぶつり定数ていすうや物性ぶっせい値ち）でより厳格げんかく化かされた秒びょうやメートルなどに続つづき、キログラムも同おなじ理念りねんのもとに普遍ふへん的てきな定義ていぎへと移行いこうした。さらに、ケルビンやモルでは、物性ぶっせい値ちに拠よる定義ていぎを廃止はいしし、物理ぶつり定数ていすうを用もちいた定義ていぎへと変更へんこうされた。

かつてのメめートル法とるほうの時代じだいでは、光速こうそくが不変ふへんだとさえ認識にんしきされていなかったが、相対性理論そうたいせいりろんが十分じゅうぶんに普及ふきゅうした1983年ねんの改訂かいていによって、定数ていすうとしての光速こうそくを用もちいる定義ていぎへと至いたった。今回こんかい（2019年ねん）の改訂かいていでは、量子力学りょうしりきがくや統計とうけい力学りきがくでそれぞれ基本きほん定数ていすうであるプランク定数ていすうとボルツマン定数ていすう等ひとしが採用さいようされ、自然しぜん科学かがくの発展はってんによる成果せいかがさらにSIに取とり込こまれることとなった。この改訂かいていの結果けっかとして、SI基本きほん単位たんいのなかで特定とくていの物質ぶっしつ（物性ぶっせい値ち）に依存いぞんする単位たんいは、時間じかんを表あらわす秒びょうだけとなった。一方いっぽうで、モル以外いがいのすべての単位たんいは、秒びょうすなわちセシウム133の物性ぶっせい値ち (原子げんしスペクトルの周波数しゅうはすう)に依存いぞんすることになった。SIから「物質ぶっしつ」であるセシウムを追放ついほうすることが、次つぎなる改訂かいていでは重要じゅうような議題ぎだいになるだろうとの指摘してきもある。これまでのSIでは、相対性理論そうたいせいりろんや量子力学りょうしりきがくといったそれまでの科学かがくに大おおきなパラダイムの変化へんかをもたらした発見はっけんが、改訂かいていに反映はんえいされてきた。もし、いつかSIの秒びょうの定義ていぎが特定とくていの物質ぶっしつに拠よらなくなるとしたら、それは自然しぜん科学かがくがさらなる段階だんかいに至いたったときではないかとも予想よそうされている。

背景はいけいと経緯けいい

長ながさの単位たんいのメートルの定義ていぎは1960年ねんに国際こくさいメートル原器げんきから光ひかりの速度そくど（光速こうそく）に拠よるものに置おき換かえられている。それ以降いこう、SI基本きほん単位たんいの中なかで定義ていぎが人工じんこうの有形ゆうけい的てき存在そんざいに由来ゆらいするものはキログラムのみとなった。年としを重かさねるにつれて、キログラムの定義ていぎとなっている国際こくさいキログラム原器げんきの質量しつりょうに、1年ねんで最大さいだい 20×10^⁻⁹ キログラムの変化へんかがあることが分わかってきた。これを受うけた1999年ねんの第だい21回かい 国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい (CGPM)で、各国かっこくの研究けんきゅう機関きかんに対たいし、キログラムを人工じんこう物ぶつによらずに定義ていぎする方法ほうほうを研究けんきゅうするよう要請ようせいした。

温度おんどの計測けいそくについては、2007年ねんに測はか温ぬる諮問しもん委員いいん会かいから国際こくさい度量衡どりょうこう委員いいん会かい（CIPM）にて、「温度おんどの現行げんこうの定義ていぎでは20 K以下いかの低温ていおんおよび 1300 K以上いじょうの高温こうおんでは十分じゅうぶんな計測けいそくができない」という報告ほうこくがなされた。測はか温ぬる諮問しもん委員いいん会かいでは、現行げんこうの水みずの三重みえ点てんによる定義ていぎよりもボルツマン定数ていすうを基準きじゅんにした定義ていぎの方ほうが、より正確せいかくに温度おんどの計量けいりょうができ、低温ていおんや高温こうおんでの計測けいそく困難こんなん性せいも克服こくふくできる、との意見いけんが表明ひょうめいされた。

2007年ねんの第だい23回かいCGPMでは、CIPMに対たいし全すべての単位たんいを「定義ていぎ値ちとされた物理ぶつり定数ていすう」に基もとづく定義ていぎにするための調査ちょうさが命めいじられた。翌年よくねんに、この方針ほうしんは国際こくさい純粋じゅんすい・応用おうよう物理ぶつり学がく連合れんごう (IUPAP)にも承認しょうにんされた。やがて、2010年ねん9月がつに開ひらかれた単位たんい諮問しもん委員いいん会かい (CCU)において、2010年ねん10月がつのCIPMに提出ていしゅつされる決議けつぎおよびSI文書ぶんしょ変更へんこうについて草案そうあんが作成さくせいされた。しかしながら、2010年ねん10月、CIPMは「草案そうあんは、第だい23回かいCGPMが要求ようきゅうした水準すいじゅんにはまだ満みたないため、現時点げんじてんではCIPMは草案そうあんでのSIの改訂かいていは提案ていあんしない」と決定けっていした。

続つづく第だい24回かいCGPMにおいて、CIPMは検討けんとう事項じこうとして決議けつぎされた内容ないようを示しめし、新しん定義ていぎの詳細しょうさいまだ定さだまってなかったものの、新あたらしい定義ていぎへの改訂かいていについておおむね合意ごういされた。しかし、第だい25回かいCGPMでは、「提示ていじされたデータは、新あたらしいSIの定義ていぎを採択さいたくするには、十分じゅうぶん頑強がんきょうではない」とされ、2018年ねんに行おこなわれる次つぎの第だい26回かいCGPM以降いこうに改訂かいていは延期えんきされた。このとき、次回じかいCGPMでの検討けんとうに用もちいる新しんデータは2017年ねん7月がつ1日にちまでに受理じゅりされた査読さどく論文ろんぶんとすることが取とり決きめられた。

第だい26回かいCGPMあたって、新あらたに得えられたデータが研究けんきゅう者しゃらにより蓄積ちくせきされ、科学かがく技術ぎじゅつデータ委員いいん会かい (CODATA)がこれらを評価ひょうかしたところ、SIの再さい定義ていぎに必要ひつような精度せいどを有ゆうしていると確認かくにんされた。これを受うけて2018年ねん2月がつに、CIPMはCGPMに提出ていしゅつする決議けつぎ案あんを決定けっていした。この決議けつぎ案あんは第だい26回かいCGPMの最終さいしゅう日びに諮はかられ、決議けつぎ・承認しょうにんされた。こうして、2018年ねん11月16日にちに承認しょうにんされた新あたらしいSIは、翌年よくねんの2019年ねん5月がつ20日はつかに施行しこうされることが決きまり、現在げんざいに至いたっている。

日本にっぽんの対応たいおう

CGPMで決議けつぎされた新しんSIをうけ、日本にっぽんでは法令ほうれいの対応たいおうが取とられた。計量けいりょう法ほう第だい3条じょうの規定きていに基もとづいた計量けいりょう単位たんい令れい (平成へいせい4年ねん政令せいれい第だい357号ごう)は、計量けいりょう単位たんい令れいの一部いちぶを改正かいせいする政令せいれい (令れい和わ元年がんねん5月がつ17日にち政令せいれい第だい6号ごう)により改正かいせいされた。この政令せいれいの内容ないようは、SIの再さい定義ていぎが発効はっこうする2019年ねん5月がつ20日はつかより施行しこうされた。計量けいりょう単位たんい令れいの改正かいせいによって、キログラムとアンペア、ケルビン (およびセルシウス度ど)、モルの定義ていぎが、日本にっぽんの法令ほうれい上じょうも改正かいせいされた。ただし、定義ていぎの実用じつよう的てきな部分ぶぶんに変化へんかのない秒びょう、メートル、カンデラについての変更へんこうはない。

決議けつぎ

単位たんい諮問しもん委員いいん会かい（CCU）は現行げんこうの光ひかり速度そくどのように、以下いかの4つの物理ぶつり定数ていすうも新あらたに定義ていぎ値ちとすることを提案ていあんし、2017年ねん10月がつに4つの定数ていすうを発表はっぴょうした。定義ていぎ値ちであるので、これらの数値すうちには不ふ確かくかさはない。

• プランク定数ていすう: h = 6.62607015×10^⁻³⁴ ジュール秒びょう (J s)
• 電気でんき素もと量りょう: e = 1.602176634×10^⁻¹⁹ クーロン (C)
• ボルツマン定数ていすう: k = 1.380649×10^⁻²³ ジュール毎まいケルビン (J K⁻¹)
• アボガドロ定数ていすう: N_A = 6.02214076×10^²³ 毎ごとモル (mol⁻¹)

以下いかの物理ぶつり定数ていすうについては、これまで通とおり定義ていぎ値ちであることに変更へんこうはなく、これらにも不確ふたしかさはない。

• 基底きてい状態じょうたいのセシウム133の超ちょう微細びさい構造こうぞうの遷移せんい周波数しゅうはすう: Δでるたνにゅー(¹³³Cs)_hfs = 9192631770 ヘルツ (Hz)
• 光ひかり速度そくど: c = 299792458 メートル毎秒まいびょう (m s⁻¹)
• 540×10^¹² Hzの単色たんしょく光こうの発光はっこう効率こうりつ: K_cd = 683 ルーメン毎まいワット (lm W⁻¹)

組立くみたて単位たんい（ジュール、クーロン、ヘルツ、ルーメン、ワット）を使用しようした場合ばあい、上記じょうきの物理ぶつり量りょうは基本きほん単位たんいを使用しようして以下いかのように書かき表あらわされる。それぞれの数値すうちはもちろん変かわらないし、不確ふたしかさのない定義ていぎ値ちであることも同おなじである。

• Δでるたνにゅー(¹³³Cs)_hfs = 9192631770 s⁻¹
• c = 299792458 m⋅s⁻¹
• h = 6.62607015×10^⁻³⁴ kg⋅m²⋅s⁻¹
• e = 1.602176634×10^⁻¹⁹ A⋅s
• k = 1.380649×10^⁻²³ kg⋅m²⋅K⁻¹⋅s⁻²
• N_A = 6.02214076×10^²³ mol⁻¹
• K_cd = 683 cd⋅sr⋅s³⋅kg⁻¹⋅m⁻²

以上いじょうの物理ぶつり定数ていすうや物質ぶっしつに固有こゆうの物性ぶっせい値ちによって、これらに整合せいごうするようSI単位たんいが定義ていぎされることとなった（⇒単位たんいの定義ていぎの詳細しょうさい）。加くわえて、国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいは、旧きゅう定義ていぎの単位たんい取とり扱あつかいについて以下いかのように決議けつぎした。

• 国際こくさいキログラム原器げんきは廃止はいしし、現行げんこうのキログラムの定義ていぎは廃止はいしされる。
• 現行げんこうのアンペアの定義ていぎは廃止はいしされる。
• 現行げんこうのケルビンの定義ていぎは廃止はいしされる。
• 現行げんこうのモルの定義ていぎは改訂かいていされる。

基本きほん単位たんいの定義ていぎの変更へんこう

新あたらしい国際こくさい単位たんい系けい（SI）文書ぶんしょでは、全すべての基本きほん単位たんいの定義ていぎが改訂かいていされている。それぞれの旧きゅう定義ていぎと新しん定義ていぎを以下いかの各かく節ふしに示しめした。特とくに断ことわりのないかぎり、掲載けいさいした定義ていぎ文ぶんの和訳わやくは産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンターによるものである。旧きゅう定義ていぎでの単位たんいの多おおくが「自然しぜん現象げんしょう等ひとしを観測かんそくして得えた結果けっかの定数ていすう倍ばい」である一方いっぽう、新しん定義ていぎの多おおくでは自然しぜん法則ほうそく・現象げんしょうを大前提だいぜんていとした表現ひょうげんをとっている。具体ぐたい的てきには、基本きほん的てきな物理ぶつり定数ていすうや物質ぶっしつに固有こゆうの物性ぶっせい値ちを一切いっさいの不確ふたしかさがない固定こていされた数値すうちとして定義ていぎし、それらとの関係かんけい（自然しぜん法則ほうそく）と整合せいごうするように単位たんいを定さだめるといった文言もんごんとなっている。

秒びょう

時間じかんの単位たんいである秒びょうの定義ていぎについては上述じょうじゅつの文言もんごんの変化へんかがあるが、セシウム133のスペクトル観測かんそくを問題もんだいにするかぎりは、実質じっしつ的てきな変更へんこうはない。単位たんいとしての秒びょうの位置付いちづけを宣言せんげんしたのちに、当該とうがい原子げんしの超ちょう微細びさい構造こうぞうの計測けいそくについてより詳くわしい説明せつめいが加くわえられている。

旧きゅう定義ていぎ

秒びょうは、セシウム133原子げんしの基底きてい状態じょうたいの 2 つの超ちょう微細びさい準じゅん位い間あいだの遷移せんいに対応たいおうする放射ほうしゃの周期しゅうきの 9192631770 倍ばいの継続けいぞく時間じかんである。

新しん定義ていぎ

秒びょう（記号きごうは s）は、時間じかんのSI単位たんいであり、セシウム周波数しゅうはすう ΔでるたνにゅーCs 、すなわち、セシウム133原子げんしの摂動せつどうを受うけない基底きてい状態じょうたいの超ちょう微細びさい構造こうぞう遷移せんい周波数しゅうはすうを単位たんい Hz (s−1 に等ひとしい) で表あらわしたときに、その数値すうちを 9192631770 と定さだめることによって定義ていぎされる。

メートル

長ながさの単位たんいであるメートルの定義ていぎについては、既すでに今回こんかいの再さい定義ていぎの時点じてんでメートル原器げんきによる古ふるい定義ていぎの廃止はいしは済すんでおり、今回こんかい変更へんこうされた定義ていぎにおいても光速こうそくが不ふ変量へんりょう（物理ぶつり定数ていすう）であることを前提ぜんていとした定義ていぎであることには変更へんこうはない。ただし、単位たんいを規定きていする文言もんごんが冒頭ぼうとうに加くわわり、内容ないようも自然しぜん法則ほうそくに重おもきをおいた表現ひょうげんとなった。なお、メートルの定義ていぎは、光速こうそくのほかに秒びょうの定義ていぎにも依存いぞんしている。

旧きゅう定義ていぎ

メートルは、1 秒びょうの 1/299792458 の時間じかんに光ひかりが真空しんくう中ちゅうを伝つたわる行程こうていの長ながさである。

新しん定義ていぎ

メートル（記号きごうは m）は、長ながさのSI単位たんいであり、真空しんくう中ちゅうの光ひかりの速はやさc を単位たんい m s−1 で表あらわしたときに、その数値すうちを299792458 と定さだめることによって定義ていぎされる。ここで、秒びょうはセシウム周波数しゅうはすう ΔでるたνにゅーCs によって定義ていぎされる。

キログラム

質量しつりょうの単位たんいであるキログラムの定義ていぎは根本こんぽん的てきに変更へんこうされた。旧きゅう定義ていぎは「国際こくさいキログラム原器げんきの質量しつりょう」によるものであるが、新しん定義ていぎから当該とうがい原器げんきは排除はいじょされた。これにより、人ひとの手てによる有形ゆうけい的てき存在そんざいとしての原器げんき類るいは、SIでは一切いっさい用もちいられなくなった。新あたらしい定義ていぎでは、プランク定数ていすうを定義ていぎされた不確ふたしかさのない値ねとして定さだめ、このうえで自然しぜん法則ほうそくに整合せいごうする質量しつりょうの単位たんい（キログラム）として定さだめられている。旧きゅう定義ていぎはキログラム原器げんき（ただし不確ふたしかさがある）のみが定義ていぎの要素ようそであったが、新しん定義ていぎのキログラムは、プランク定数ていすうの他ほかに、秒びょうとメートルの各かく定義ていぎに依存いぞんするようになった。

新しん定義ていぎにおいて重要じゅうようなプランク定数ていすうを定義ていぎ値ちとして採用さいようするにあたっては、当時とうじにおいて観測かんそく結果けっかから得えていた複数ふくすうのプランク定数ていすうの値ねを参照さんしょうし、信頼しんらい性せいの高たかい値ねを定義ていぎ値ちとして決きめる必要ひつようがあった。この検討けんとうに際さいしては、2015年ねんから2017年ねんにかけて報告ほうこくされたプランク定数ていすうの8つの実験じっけん値ちを鑑かんがみて決定けっていされた。そのうちの4つは、ワット天秤てんびんを用もちいて直接ちょくせつ測定そくていされたものである。残のこりの4つは、X線せん結晶けっしょう密度みつど法ほうで測定そくていされたアボガドロ定数ていすうから、モルプランク定数ていすうを介かいして得えられたものである。

旧きゅう定義ていぎ

キログラムは質量しつりょうの単位たんいであり、国際こくさいキログラム原器げんきの質量しつりょうに等ひとしい。

新しん定義ていぎ

キログラム（記号きごうは kg）は質量しつりょうのSI単位たんいであり、プランク定数ていすう hを単位たんい J s （kg m2 s−1 に等ひとしい）で表あらわしたときに、その数値すうちを 6.62607015×10−34 と定さだめることによって定義ていぎされる。ここで、メートルおよび秒びょうは c および ΔでるたνにゅーCs に関連かんれんして定義ていぎされる。

アンペア

電流でんりゅうの単位たんいであるアンペアの定義ていぎは大幅おおはばな見直みなおしが行おこなわれた。旧きゅう定義ていぎの単位たんい電流でんりゅうの大おおきさは、充分じゅうぶんな精度せいどをもって現げん示しめせするのが難むずかしいという問題もんだいがあった。新しん定義ていぎは、電気でんき素もと量りょうを用もちいた直感ちょっかん的てきな定義ていぎとなった。今回こんかいのアンペアの再さい定義ていぎにおける電気でんき素もと量りょうは、不確ふたしかさのない固定こていされた値ねとして新あらたに定さだめられた。この変更へんこうにより、アンペアの定義ていぎはキログラムとメートルの定義ていぎに依存いぞんしなくなった。ただし、秒びょうの定義ていぎには引ひき続つづき依存いぞんする。

電気でんき素もと量りょうを定義ていぎ値ちとしたことで、電気でんき素もと量りょうと密接みっせつな関係かんけいにある真空しんくうの誘電ゆうでん率りつ、真空しんくうの透とおる磁率および真空しんくうの特性とくせいインピーダンスは、かつては定義ていぎ値ちであったが、今回こんかいの再さい定義ていぎによって不確ふたしかさのある値ね（電気でんき素もと量りょうをはじめとする他ほかの定義ていぎ値ちにより自然しぜん法則ほうそくから観測かんそくして得える値ね）となった。

旧きゅう定義ていぎ

アンペアは、無限むげんに長ながく、無限むげんに小ちいさい円形えんけい断だん面積めんせきを持もつ 2 本ほんの直線ちょくせん状じょう導体どうたいを真空しんくう中ちゅうに 1 メートルの間隔かんかくで平行へいこうにおいたとき、導体どうたいの長ながさ 1 メートルにつき 2×10−7 ニュートンの力ちからを及およぼしあう導体どうたいのそれぞれに流ながれる電流でんりゅうの大おおきさである。

新しん定義ていぎ

アンペア（記号きごうは A）は、電流でんりゅうのSI単位たんいであり、電気でんき素もと量りょう e を単位たんいC（A s に等ひとしい）で表あらわしたときに、その数値すうちを 1.602176634×10−19 と定さだめることによって定義ていぎされる。ここで、秒びょうは ΔでるたνにゅーCs によって定義ていぎされる。

ケルビン

温度おんどの単位たんいであるケルビンの定義ていぎは根本こんぽん的てきに変更へんこうされた。旧きゅう定義ていぎは、地球ちきゅう上じょうの物質ぶっしつである水みずの状態じょうたい変化へんかに関かんする温度おんど（三重みえ点てん）の測定そくていによって温度おんど目盛めもりを定義ていぎするものであった。新しん定義ていぎは、熱ねつ力学りきがく・統計とうけい力学りきがくにおける基本きほん的てきな物理ぶつり定数ていすうであるボルツマン定数ていすうを用もちいる。ボルツマン定数ていすうを不確ふたしかさのない固定こていされた定義ていぎ値ちとして定さだめることにより、熱ねつ現象げんしょうにかかわる自然しぜん現象げんしょうを通つうじて、ケルビンは定義ていぎされるようになった。

旧きゅう定義ていぎは水みずの三重みえ点てん（ただし不確ふたしかさのある値ねである）のみに依存いぞんしていたが、ケルビンの新しん定義ていぎは秒びょうとメートル、キログラムの定義ていぎに依存いぞんすることになった。

旧きゅう定義ていぎ

熱ねつ力学りきがく温度おんどの単位たんいケルビンは、水みずの三重みえ点てんの熱ねつ力学りきがく温度おんどの 1/273.16 である。

新しん定義ていぎ

ケルビン（記号きごうは K）は、熱ねつ力学りきがく温度おんどのSI単位たんいであり、ボルツマン定数ていすう k を単位たんい J K−1（kg m2 s−2 K−1 に等ひとしい）で表あらわしたときに、その数値すうちを1.380649×10−23 と定さだめることによって定義ていぎされる。ここで、キログラム、メートルおよび秒びょうは h 、 c および ΔでるたνにゅーCs に関連かんれんして定義ていぎされる。

モル

物質ぶっしつ量りょうの単位たんいであるモルの定義ていぎは根本こんぽん的てきに変更へんこうされた。旧きゅう定義ていぎは、特定とくていの物質ぶっしつ（炭素たんそ12）に固有こゆうの性質せいしつとキログラムの定義ていぎによっていた。新しん定義ていぎでは、アボガドロ数すうあるいはアボガドロ定数ていすう（単位たんい物質ぶっしつ量りょうに含ふくまれる構成こうせい要素ようその数かず）を不確ふたしかさのない定義ていぎ値ちとすることで定さだめられている。今回こんかいの定義ていぎの変更へんこうにより、モルはキログラムの定義ていぎに依存いぞんしなくなった。のみならず、定義ていぎ値ちのアボガドロ定数ていすう（アボガドロ数すう）のみによって定さだめられており、他たのいかなる単位たんいの定義ていぎ（すなわち他たの物理ぶつり定数ていすうや物質ぶっしつの特性とくせい値ち）にも依存いぞんしない単位たんいとなった。

この定義ていぎの変更へんこうによって、従来じゅうらいは定義ていぎ値ちであったいくつかの物理ぶつり量りょうや物質ぶっしつ固有こゆうの物性ぶっせい値ちに不確ふたしかさが生しょうじるようになった（後述こうじゅつ）。

旧きゅう定義ていぎ

1. モルは、0.012 kg の炭素たんそ12に含ふくまれる原子げんしと等ひとしい数かずの構成こうせい要素ようそを含ふくむ系けいの物質ぶっしつ量りょうである。 2. モルを使つかうときは、要よう素粒子そりゅうしが指定していされなければならないが、それは原子げんし、分子ぶんし、イオン、電子でんし、その他たの粒子りゅうしまたはこの種たねの粒子りゅうしの特定とくていの集合しゅうごう体たいであってよい。

新しん定義ていぎ

モル（記号きごうは mol）は物質ぶっしつ量りょうのSI単位たんいであり、1 モルには、厳密げんみつに 6.02214076×1023 の要よう素粒子そりゅうしが含ふくまれる。この数かずは、アボガドロ定数ていすうNAを単位たんい mol−1 で表あらわしたときの数値すうちであり、アボガドロ数すうと呼よばれる。 系けいの物質ぶっしつ量りょう（記号きごうはn）は、特定とくていされた要よう素粒子そりゅうしの数かずの尺度しゃくどである。要よう素粒子そりゅうしは、原子げんし、分子ぶんし、イオン、電子でんし、その他たの粒子りゅうし、あるいは、粒子りゅうしの集合しゅうごう体たいのいずれであってもよい。

モルの定義ていぎの変更へんこうが他たの物理ぶつり量りょう・単位たんいに与あたえた影響えいきょう

モルの再さい定義ていぎに伴ともない、以下いかの値ねは不確ふたしかさのある値ね、すなわち観測かんそく・実験じっけんによって得えられる値ねとなった。

• ¹²Cのモル質量しつりょう: 旧きゅう定義ていぎでは正確せいかくに12 g/molであった。新しん定義ていぎでは、11.9999999958(36) g/molである。
• モル質量しつりょう定数ていすう: 旧きゅう定義ていぎでは正確せいかくに1 g/molであった。新しん定義ていぎでは、0.99999999965(30) g/molである。
• 0.012 kgの¹²Cの物質ぶっしつ量りょう: 旧きゅう定義ていぎでは正確せいかくに1 molであった。

次つぎの値ねは、旧きゅう定義ていぎでも新しん定義ていぎでも、不確ふたしかさのある値ねである。

• 0.012 kgの¹²Cに含ふくまれる原子げんし数すう: 旧きゅう定義ていぎではアボガドロ定数ていすうに不確ふたしかさがある為ため、新しん定義ていぎではアボガドロ定数ていすうと無関係むかんけいな数値すうちとなった為ため、それぞれ不確ふたしかさがある。

統一とういつ原子げんし質量しつりょう単位たんい（ダルトン）の定義ていぎは、現行げんこうどおり¹²Cの質量しつりょうの1/12のままである。よって、ダルトンを単位たんいとする限かぎりは、新旧しんきゅうの定義ていぎによらず以下いかの値ねに影響えいきょう・変化へんかはない。

• ダルトンで表あらわしたときの¹²Cの質量しつりょう: 新あたらしい国際こくさい単位たんい系けいの定義ていぎでも、現行げんこうどおり正確せいかくに12 ダルトンである。キログラムで表あらわしたときに不確ふたしかさのある値ねとなることも、現行げんこうどおりである。
• ダルトンで表あらわしたときの原子げんし質量しつりょう定数ていすう: 現行げんこう通どおり正確せいかくに1 ダルトンである。キログラムで表あらわしたときに不確ふたしかさのある値ねとなることも、現行げんこうどおりである。

なお、先述せんじゅつの通とおりボルツマン定数ていすうも定義ていぎ値ちであり、アボガドロ定数ていすうもこの定義ていぎで定義ていぎ値ちとなった。したがって、これらの積せきである気体きたい定数ていすうも不確ふたしかさのない定義ていぎ値ちとなった。

カンデラ

光度こうどの単位たんいであるカンデラの定義ていぎは、上述じょうじゅつの自然しぜん法則ほうそくに重おもきをおいた表現ひょうげんに変更へんこうされたほかは、実質じっしつ的てきな変更へんこうはなされていない。周波数しゅうはすうが 540×10¹² Hz の単色たんしょく光こうの視み感かん効果こうか度どの値ねは、再さい定義ていぎの前後ぜんごで変かわらず固定こていされた不確ふたしかさのない定義ていぎ値ちのままである。また、秒びょうとメートル、キログラムの定義ていぎに依存いぞんするという点てんも、再さい定義ていぎの前後ぜんごで変更へんこうはない。

旧きゅう定義ていぎ

カンデラは光度こうどの単位たんいであり、周波数しゅうはすう 540×1012 ヘルツの単色たんしょく放射ほうしゃを放出ほうしゅつし、所定しょてい方向ほうこうの放射ほうしゃ強度きょうどが 1/683 ワット毎ごとステラジアンである光源こうげんのその方向ほうこうにおける光度こうどと定義ていぎされる。

新しん定義ていぎ

カンデラ（記号きごうは cd )は、所定しょていの方向ほうこうにおける光度こうどのSI単位たんいであり、周波数しゅうはすう 540×1012 Hz の単色たんしょく放射ほうしゃの視み感かん効果こうか度ど Kcd を単位たんい lm W−1（cd sr W−1 あるいは cd sr kg−1 m−2·s3 に等ひとしい）で表あらわしたときに、その数値すうちを 683 と定さだめることによって定義ていぎされる。ここで、キログラム、メートルおよび秒びょうは h 、 c および ΔでるたνにゅーCs に関連かんれんして定義ていぎされる。

再現さいげん性せいへの影響えいきょう

今回こんかいのSI基本きほん単位たんいの定義ていぎの変更へんこうは、「実践じっせん的てき技術ぎじゅつ」を用もちいた基本きほん単位たんいの再現さいげんにおいて、以下いかの表ひょうのように不ふ確かくかさに改善かいぜんをもたらした。具体ぐたい的てきには、アンペアの定義ていぎにおいて相対そうたい的てきな不確ふたしかさはおよそ1/36に減少げんしょうした。改訂かいていが実質じっしつ的てきな内容ないように及およんだ他ほかの単位たんい（kg, Kおよびmol）も旧きゅう定義ていぎにおいての相対そうたい的てき不確ふたしかさの小ちいささを維持いじできており、このことは新しん定義ていぎの受容じゅようにおいて重要じゅうようである。

新旧しんきゅうのSI基本きほん単位たんいの定義ていぎにおいて、対応たいおうする物理ぶつり定数ていすう・物性ぶっせい値ちの物理ぶつり学がく的てき測定そくていの相対そうたい的てき不確ふたしかさ
単位たんい	参照さんしょうされる定数ていすう	記号きごう	旧きゅう定義ていぎ	新しん定義ていぎ
s	セシウム133の基底きてい状態じょうたいの超ちょう微細びさい構造こうぞうの周波数しゅうはすう	ΔでるたνにゅーCs	ΔでるたνにゅーCsを定義ていぎ値ちとして、sには 1×10−14
m	光速こうそく	c	cを定義ていぎ値ちとして、mには2.5×10−8
kg	国際こくさいキログラム原器げんきの質量しつりょう	m (K)	定義ていぎ値ち	5.0×10−8
	プランク定数ていすう	h	5.0×10−8	定義ていぎ値ち
A	磁気じき定数ていすう	μみゅー0	定義ていぎ値ち	6.9×10−10
	電気でんき素もと量りょう	e	2.5×10−8	定義ていぎ値ち
K	水みずの三重みえ点てんの温度おんど	TTPW	定義ていぎ値ち	1.7×10−6
	ボルツマン定数ていすう	k	1.7×10−6	定義ていぎ値ち
mol	12Cのモル質量しつりょう	M (12C)	定義ていぎ値ち	1.4×10−9
	アボガドロ定数ていすう	NA	1.4×10−9	定義ていぎ値ち
cd	540 THzの単色たんしょく光こうの視み感かん効果こうか度ど	Kcd	定義ていぎ値ち

書籍しょせき・ドキュメンタリー

• 臼田うすだ 孝たかし、”新あたらしい１キログラムの測はかり方かた - 科学かがくが進すすめば単位たんいが変かわる”、ブルーバックスB-2056、講談社こうだんしゃ、2018年ねん4月がつ20日はつか第だい1刷さつ、ISBN 978-4-06-502056-2
• 安田やすだ　正美まさみ、”単位たんいは進化しんかする - 究極きゅうきょくの精度せいどをめざして”、DOJIN選書せんしょ 078、化学かがく同人どうじん、2018年ねん8月がつ20日はつか第だい1版はん第だい1刷さつ、ISBN 978-4-7598-1678-5
• The Last Artifact Montana PBS, 57分間ふんかん（広告こうこくを除のぞく）、2020　　SI基本きほん単位たんい（特とくにキログラム）の再さい定義ていぎをテーマにしたドキュメンタリーフィルム

関連かんれん項目こうもく

• 国際こくさい計量けいりょう用語ようご集しゅう
• 国際こくさい単位たんい系けい
• 国際こくさい単位たんい系けい国際こくさい文書ぶんしょ
• 物理ぶつり定数ていすう
• SI基本きほん単位たんい

外部がいぶリンク

• 国際こくさい単位たんい系けい（SI）第だい9版はん（2019）日本語にほんご版ばん 産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ、計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター、2020年ねん4月がつ。　【正誤せいご表ひょう】 2022年ねん7月がつ15日にち 更新こうしん『国際こくさい単位たんい系けい（SI）第だい9版はん（2019）正誤せいご表ひょう』（pdf）産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター、2022年ねん7月がつ15日にち。https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/si-brochure/pdf/20220714_seigohyo.pdf。 

• （広報こうほう用ようパンフレット、非ひ営利えいり目的もくてきの複写ふくしゃ・複製ふくせいは自由じゆう）国際こくさい単位たんい系けい(SI)は世界せかい共通きょうつうのルールです ～全すべての時代じだいに、全すべての人ひとびとに～ 産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター 計量けいりょう標準ひょうじゅん普及ふきゅうセンター 計量けいりょう標準ひょうじゅん調査ちょうさ室しつ、全ぜん8ページ、2020年ねん4月がつ初版しょはん、2023年ねん3月がつ改訂かいてい版ばん
• The International System of Units(SI) 9th edition 2019 SI国際こくさい文書ぶんしょの第だい9版はん、Bureau International des Poids et Mesures, 2019-05-20
• [1] SIのポータル、国際こくさい度量衡どりょうこう委員いいん会かい（BIPM）
• A concise summary of the International System of Units, SI 新しんSIの要約ようやく、2019年ねん5月がつ20日はつか
• Frequently Asked Questions about the revision of the SI that came into force on 20 May 2019 BIPM, 新しんSIについてのQandA（21問答もんどう）、2019-05-20
• The revision of the SI―the results of three decades of progress in metrology Michael Stock et al. 2019 Metrologia 56 022001, Published 28 June 2019
• 新あらたな時代じだいを迎むかえた国際こくさい単位たんい系けい(SI)ー基礎きそ物理ぶつり定数ていすうによる基本きほん単位たんいの定義ていぎー 臼田うすだ孝たかし（産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター）、計測けいそくと制御せいぎょ、第だい58巻かん第だい5号ごう、2019年ねん5月がつ号ごう
• 倉本くらもと直樹なおき「キログラムとモルの新あたらしい定義ていぎ―キログラム原器げんきから物理ぶつり定数ていすうへ―」（PDF）『ぶんせき』2019年ねん5月がつ号ごう、社団しゃだん法人ほうじん日本にっぽん分析ぶんせき化か学会がっかい、193-200頁ぺーじ。 
• SI文書ぶんしょ第だい9版はん（2019）日本語にほんご版ばん及および関連かんれん資料しりょう、産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター、2023-08-01
• 国際こくさい単位たんい系けい(SI)基本きほん単位たんいの定義ていぎ改定かいていと計量けいりょう標準ひょうじゅん（総論そうろん）、臼田うすだ孝たかし、産さん総研そうけん　計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター長ちょう
• プランク定数ていすうにもとづくキログラムの新あたらしい定義ていぎとその実現じつげん方法ほうほう 藤井ふじい賢一けんいち、産さん総研そうけん　工学こうがく計測けいそく標準ひょうじゅん研究けんきゅう部門ぶもん　首席しゅせき研究けんきゅう員いん
• DRAFT 9th edition of the SI Brochure BIPM, 2016-11-10
• Bringing the World Closer to Revised Measurement System, Scientists Update Four Key Fundamental Constants NIST, 2017-10-23
• BIPM website on the New SI, including a FAQ page.