| 기준 | 킬로그램 (kg) | 나노그램 (ng) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 0.005 kg | 5 × 109 ng |
| One litre of water | 1 kg | 1 × 1012 ng |
| Average adult human | 70 kg | 7 × 1013 ng |
| A small car | 1400 kg | 1.4 × 1015 ng |
킬로그램은 국제단위계에서 질량의 기본 단위입니다. 기호는 kg 입니다. 이름에 접두어가 붙은 유일한 기본 단위이며, 초기 미터법에서 물려받은 채 끝내 정리되지 않은 흔적입니다.
한 세기가 넘도록 킬로그램은 단 하나의 물체로 정의되었습니다. 파리 근교 세브르의 국제도량형국에 보관된 백금 이리듐 원기둥입니다. 마흔 개의 공식 복제본이 회원국에 배포되었고 긴 간격을 두고 원기와 비교되었습니다. 이 비교로 백 년 사이에 원기와 복제본 사이에 수십 마이크로그램의 느린 어긋남이 생겼음이 드러났지만, 어느 쪽이 변했는지 알아낼 방법은 없었습니다. 아무도 검증할 수 없는 물체로만 정의되는 단위는 재현성 위에 세워진 체계로서는 부끄러운 일이었습니다.
새 정의는 2019 년 5 월 20 일에 발효했습니다. 킬로그램은 이제 플랑크 상수에 6.62607015 곱하기 10 의 마이너스 34 제곱 줄초 라는 정확한 값을 부여하여 정해지며, 양자역학을 통해 질량을 시간과 길이에 묶습니다. 실제 구현은 키블 저울로 합니다. 전기량으로 크기를 아는 전자기력에 질량을 맞세워 재는 장치입니다. 또는 거의 완전한 규소 구의 원자를 세는 방법도 있습니다. 제대로 갖춘 실험실이라면 이제 스스로 단위를 구현할 수 있습니다.
일상생활은 이 모든 것과 무관합니다. 몸무게, 장보기, 수하물 허용량, 화물, 그리고 거의 모든 공학 계산의 질량 쪽은 모두 킬로그램이며, 국제 원기는 정의가 아니라 역사적 유물로서 여전히 금고에 놓여 있습니다.
새 정의를 이루려면 물건이 아니라 장치가 필요합니다. 키블 저울은 플랑크 상수에서 값을 아는 전자기 힘에 맞서 질량을 떠받치며, 기계의 일률과 전기의 일률을 곧바로 견줍니다. 또 하나의 방법은 지름과 격자 간격을 십억분의 몇까지 아는, 거의 완전한 규소 28 공의 원자를 셉니다. 두 길은 1 킬로그램마다 약 스무 마이크로그램 안에서 들어맞고, 장치를 만드는 실험실이라면 어디든 이제 제 몫의 으뜸 표준을 만들 수 있습니다. 그것이 이 바뀜의 실제 이득입니다. 질량은 더 이상 금고 속 단 하나의 원기둥으로 거슬러 갈 필요가 없고, 그 원기둥에 무슨 일이 나도 단위는 흔들리지 않습니다.
1 킬로그램은 1000 그램, 약 2.20462 파운드, 약 35.274 온스와 같습니다.
나노그램은 1 그램의 10 억분의 1, 곧 1 마이크로그램의 1000 분의 1 에 해당하는 질량 단위입니다. 기호는 ng 입니다. 국제단위계의 기본 단위로 나타내면 10 의 마이너스 12 제곱 킬로그램입니다.
나노그램에는 역사적 배경이 없습니다. 국제단위계의 접두어가 끝없이 이어지기에 존재하며, 그것을 정당화할 만큼 장비가 예민해진 뒤에야 쓸모가 생겼습니다. 좋은 분석 저울은 마이크로그램의 10 분의 1 까지 읽어 내고 거기서 멈춥니다. 나노그램을 직접 다는 저울은 없습니다. 이 양은 알려진 부피의 시료가 지날 때 질량분석기, 면역측정법, 크로마토그래피 칼럼이 내놓는 신호로부터 추정됩니다.
대부분의 사람이 알아채지 못한 채 이 단위를 만나는 곳은 임상 검사실입니다. 혈중 호르몬과 약물 농도는 나노그램 매 밀리리터로 보고됩니다. 테스토스테론, 전립선특이항원, 디곡신, 타크로리무스, 그리고 미국식 관행에서는 비타민 D 가 그렇습니다. 치료약물농도 감시는 이 척도에 의존합니다. 어떤 약물은 유효 농도와 독성 농도의 차이가 몇 나노그램 매 밀리리터에 불과하기 때문입니다. 도핑 기준치도 같은 방식으로 쓰이며, 그래서 선수는 다른 어떤 척도로도 보이지 않는 양의 물질로 양성 판정을 받을 수 있습니다.
환경화학은 가장 독성이 강한 오염물질에 이 단위를 씁니다. 문제가 되는 농도가 그램 규모의 단위로는 편히 다루기 어려울 만큼 낮기 때문입니다. 대기 중 다이옥신과 퓨란은 나노그램 매 세제곱미터로, 물속 수은과 다환 방향족 탄화수소는 나노그램 매 리터로 나타냅니다. 이 물질들의 규제 한계는 20 세기 후반에야 측정할 수 있게 된 농도에 놓여 있으니, 단위와 규제가 함께 도착한 셈입니다.
이 척도는 머릿속에 그리기 어렵습니다. 고운 소금 한 알은 약 60 마이크로그램, 곧 6 만 나노그램입니다. 포유류 세포 하나는 대략 1 나노그램이므로, 1 나노그램의 조직은 세포 몇 개에 해당합니다. 무엇이든 1 마이크로그램이면 이미 눈에 보이지 않고, 1 나노그램은 그것의 1000 분의 1 입니다.
1 나노그램은 0.001 마이크로그램, 1 밀리그램의 100 만분의 1, 1 그램의 10 억분의 1 과 같습니다.