ゼプト（zepto, 10⁻²¹）とヨクト（yocto, 10⁻²⁴）がSI単位系で承認された経緯
ゼプト（10⁻²¹）・ヨクト（10⁻²⁴）よりも小さい単位は？
国際単位系（SI単位）では、ヨクト（yocto, 10⁻²⁴） が現在の最小の接頭辞ですが、それより小さいスケールを表す概念はいくつか考えられます。
1. SI単位の最小単位
現在、SI接頭辞で定義されている最小の単位は：
| SI接頭辞 | 記号 | 10の指数表記 |
|---|---|---|
| ゼプト | z | 10⁻²¹ |
| ヨクト | y | 10⁻²⁴ |
これより小さい単位は、現在の国際単位系（SI）には公式には存在しない ですが、物理学ではさらに小さなスケールが研究されています。
2. ヨクト（10⁻²⁴）より小さいスケールの物理的概念
以下のようなスケールが存在します：
| スケール名 | 大きさ | 説明 |
|---|---|---|
| ロント（ronto）（提案） | 10⁻²⁷ m | ヨクトの1,000分の1。未承認の単位。 |
| クエクト（quecto）（提案） | 10⁻³⁰ m | ロントの1,000分の1。未承認の単位。 |
| プランク長（Planck Length） | 約1.6 × 10⁻³⁵ m | 物理的に意味のある最小の長さ。 |
| ストリング長（String Length, 超弦理論） | 10⁻³³ ～ 10⁻³⁵ m | 超弦理論における弦の大きさ。 |
3. 物理学における最小スケール
(1) プランク長（Planck Length）
- 約 1.616 × 10⁻³⁵ m
- これは、量子重力効果が顕著になる最小の長さ と考えられている。
- それより小さいスケールでは、時空の概念が崩れる可能性がある。
(2) 超弦理論における弦のスケール
- 超弦理論では、基本粒子は「点」ではなく「弦」として記述される。
- 弦のサイズは 10⁻³³ ～ 10⁻³⁵ m のオーダーとされている。
4. まとめ
✅ 現在のSI単位系では、最小の単位はヨクト（10⁻²⁴）で、それより小さい単位は公式には存在しない。
✅ 物理学では、ヨクトよりも小さいスケールとして「ロント（10⁻²⁷）」や「クエクト（10⁻³⁰）」が提案されている。
✅ 最も小さい物理的スケールはプランク長（約10⁻³⁵ m）で、それ以下の長さでは時空が不確定になる可能性がある。
✅ 超弦理論では、素粒子は10⁻³³ ～ 10⁻³⁵ mの弦として振る舞う可能性がある。
結論
「ゼプト（10⁻²¹）やヨクト（10⁻²⁴）より小さい単位」は、現在のSIには存在しませんが、ロント（10⁻²⁷）やクエクト（10⁻³⁰）が提案されている。
しかし、物理的に意味のある最小スケールは プランク長（10⁻³⁵ m） で、それより小さい長さは量子重力の影響で通常の時空概念が崩れる可能性があります。
ゼプト（zepto, 10⁻²¹）とヨクト（yocto, 10⁻²⁴）がSI単位系で承認された理由
ゼプト（10⁻²¹）とヨクト（10⁻²⁴）は、1991年の国際度量衡総会（CGPM） によって正式に承認されました。
これらの単位が導入された理由を詳しく説明します。
1. 科学的な必要性
極小スケールの物理現象を記述するために、新しい単位が必要だった。
- 粒子物理学と素粒子スケール
- クォークやニュートリノの質量、素粒子の相互作用のエネルギースケールは、ゼプトグラム（zg = 10⁻²¹ g） や ヨクトグラム（yg = 10⁻²⁴ g） のオーダー。
- 例えば、電子の質量は 約9.11 × 10⁻³¹ kg であり、ヨクトグラムスケール（10⁻²⁴ g） で表記すると扱いやすくなる。
- 原子・分子・ナノテクノロジー
- 一般的な分子の質量は フェムトグラム（fg = 10⁻¹⁵ g） のオーダーだが、より小さいスケールの研究では ゼプトグラム、ヨクトグラム が必要になる。
- 放射性崩壊・核物理
- ハドロンやメソンの崩壊時間はゼプト秒（10⁻²¹ s）やヨクト秒（10⁻²⁴ s） のオーダー。
- 例: 原子核内での強い相互作用の典型的な時間スケールは 10⁻²³ ～ 10⁻²⁴ 秒（ヨクト秒スケール）。
2. 標準化の必要性
科学技術が進展し、従来の最小単位（フェムト・アト）では対応できない分野が増えたため、統一した表記が求められた。
- 1991年以前の最小単位は アト（atto, 10⁻¹⁸） だったが、それを超える小さなスケールを示す単位がなかった。
- ゼプト（10⁻²¹）とヨクト（10⁻²⁴）が導入されることで、統一的な命名規則が確立され、科学分野での共通言語ができた。
3. メートル法の一貫性維持
SI単位系は10の整数乗で拡張されるため、新たな接頭辞が必要だった。
- メートル法（SI単位）は、1000倍（10³）ごとに新しい接頭辞を導入するルールがある。
- すでに「フェムト（10⁻¹⁵）」と「アト（10⁻¹⁸）」があったため、次のステップとして「ゼプト（10⁻²¹）」と「ヨクト（10⁻²⁴）」が採用された。
4. 他の分野での実用性
生物学・化学・ナノテクノロジーの発展により、超微量を扱う場面が増えた。
- 医療・バイオテクノロジー
- DNAやRNAの分子量を示すのに、ゼプトグラム（10⁻²¹ g）スケールの測定が必要 になった。
- 薬物動態学やバイオセンシングでは、微量物質の計測単位として有用。
- 超精密計測（時計・光学）
- 原子時計の測定精度は ゼプト秒（10⁻²¹ s）やヨクト秒（10⁻²⁴ s） レベルに達しており、時間の標準化に必要。
5. 1991年の国際度量衡総会（CGPM）での正式承認
1991年、CGPM（Conférence Générale des Poids et Mesures）がゼプト・ヨクトを正式にSI単位として採用した。
- 理由: 科学の発展により、従来の「フェムト（10⁻¹⁵）」「アト（10⁻¹⁸）」では足りなくなった。
- 影響: これにより、科学・工学の分野で統一した単位系が確立され、研究者がより小さなスケールを扱いやすくなった。
6. まとめ
✅ ゼプト（10⁻²¹）・ヨクト（10⁻²⁴）は、粒子物理学、核物理学、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーなどで必要だったため導入された。
✅ 1991年の国際度量衡総会（CGPM）で正式にSI単位として承認された。
✅ これにより、メートル法の10³倍ごとの体系が維持され、超小型スケールの測定単位として科学の標準化が進んだ。
つまり、科学技術の発展に伴い、より小さなスケールの単位が必要になり、国際的な標準を整えるために承認された ということです。