20 ナノメートルからチェーンへの換算

ナノメートル（nm）について

ナノメートルは 1 メートルの 10 億分の 1 です。10^-9 を表す SI 接頭語のナノをメートルに付けたもので、記号は nm です。この接頭語は「小人」を意味するギリシャ語のナノスに由来します。

これは現代の光学と電子工学が扱う尺度です。可視光はおよそ 380 nm の紫から 750 nm の赤までの範囲にあり、そのためナノメートルは色を物理的に表す標準的な単位となっています。532 nm で発光するレーザーポインターは緑色、650 nm のものは赤色です。紫外線は 380 nm より短く、赤外線は 750 nm より長い波長です。

生物学でもこの単位が絶えず使われます。DNA の二重らせんは幅がおよそ 2 nm です。一般的なウイルスは 20〜300 nm です。細胞膜の厚さは 7 nm ほどです。これらの寸法は、光の波長そのものによって約 200 nm に制限される通常の光学顕微鏡の分解能を下回ります。

ナノメートルが科学の外でも知られるようになったのは半導体製造のためです。プロセスノードには 90 nm、45 nm、14 nm、5 nm、さらにそれ以下という呼び名が付けられてきました。この数値はもはやチップ上の特定の測定可能な寸法を指しておらず、物理的な長さというより市場向けの呼称になっています。ただし実際の構造がナノメートル単位であることに変わりはありません。現代のトランジスタのゲートは、原子数十個ぶんの幅しかありません。

ナノテクノロジーはこの単位から名を取っており、慣例として 1〜100 nm の構造を扱います。この範囲では表面の影響が物質全体の性質を上回りはじめるため、材料はしばしば異なる振る舞いを示します。

この尺度で測るには、可視光に頼らない装置が必要です。電子顕微鏡は、光よりもはるかに短い実効波長をもつ電子を用いて、1 ナノメートル未満の構造を分解します。原子間力顕微鏡はまた別の原理で、鋭い探針を表面に沿って動かし、そのたわみを記録します。対象が見えないままでは分野は前に進めないため、いずれもナノテクノロジーの発展に欠かせないものでした。

1 ナノメートルは 10 オングストローム、1000 ピコメートル、0.001 マイクロメートルに等しくなります。紙 1 枚の厚さはおよそ 100000 nm です。

チェーン（ch）について

チェーンは 66 フィート、22 ヤード、すなわちちょうど 20.1168 メートルにあたる長さの単位です。日常の計測と土地測量とを結びつけた単位として、ヤード・ポンド法のなかで独特の位置を占めています。

名称は実在の道具に由来します。イングランドの数学者エドマンド・ガンターは 1620 年、100 個の鉄の環からなる測量用の鎖を考案しました。この工夫は現実の問題を解決しました。土地の面積は中世の農業から受け継いだエーカーで記録される一方、距離はフィートやヤードで測られていたのです。ガンターは、この二つの体系を橋渡しする長さを選びました。10 平方チェーンはちょうど 1 エーカー、80 チェーンは 1 マイルになるため、測量士はチェーンで測るだけで、面積をエーカーで、距離をマイルで、面倒な換算係数なしに求められました。

チェーンはいくつかの国の景観そのものを形づくりました。1785 年からアメリカ西部の広い範囲をタウンシップとセクションに区分した公有地測量制度は、チェーンで区画されました。1 セクションは 1 平方マイル、すなわち一辺 80 チェーンであり、そうしてできた格子は中西部の道路の走り方や耕地の境界にいまも見て取れます。カナダ、オーストラリア、ニュージーランドでも同様の測量が同じ単位で行われ、これらの国の古い権利証書にはいまもチェーンによる寸法が記されています。

クリケットは、これを競技の形で今に伝えています。ピッチはウィケット間が 22 ヤード、すなわちちょうど 1 チェーンで、この長さは競技規則が成文化されるはるか以前に定まっていました。

イギリスの鉄道は、線路上の位置を示すのにいまもチェーンを用いています。位置はマイル程とチェーン数で記録され、12 マイル 40 チェーンといえば地点を正確に特定できます。全般的なメートル法化が進んだのちも、この慣行は信号配線図や技術記録のなかに生き残っています。

チェーンは 1 個 7.92 インチの環 100 個に分かれ、十進ではない体系のなかで測量士に十進の細分を与えていました。

1 チェーンは 22 ヤード、66 フィート、20.1168 メートルに等しくなります。