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ストロンチウム

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1: 2018/03/17(土) 10:27:51.30 ID:CAP_USER
 国立研究開発法人 情報通信研究機構(NICT)は15日、光格子時計に基づく高精度な時刻信号の発生を半年間継続させることに成功したと発表した。

 開発されたのは、ストロンチウム光格子時計と、従来のマイクロ波時計で無人運転可能な水素メーザ原子時計(以下水素メーザ)を組み合わせて時刻信号を発生する、「光・マイクロ波ハイブリッド方式」で、これによって、光格子時計に1秒の基準を求めるかたちとしては世界で初めて時刻系信号を半年間生成することに成功したという。

 1秒の長さは、セシウム原子のマイクロ波遷移の周波数を9,192,631,770Hzとすることで決まり、現在、世界最高精度のセシウム時計は、1秒間を±1.1×10^-16(±1京分の5)秒の精度で実現できる。

 一方、NICTにおいて開発されたストロンチウム光格子時計では、それを超える5×10^-17の精度を保っているが、光時計は装置が複雑で、長期間の無人動作で時刻を示し続けるのは難しいという問題があった。

 そこで今回開発されたハイブリッド方式では、動作が止まらない高い信頼性を持ちつつ、大きなズレは起きない発振器(原振)として水素メーザを利用し、その調整を行なうための基準として光格子時計を利用した。

 光格子時計は週1回、3時間程度運転され、水素メーザの周波数のズレを計測し、過去25日間に計測されたデータをもとに、今後1週間の周波数変化を予測して、それを打ち消す調整をあらかじめ設定することで、1秒の精度が5×10^-16秒以内という安定な時刻信号を生成しているという。

続きはソースで

ストロンチウム光格子時計
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1112/124/20180315-01_l.png
光・マイクロ波ハイブリッド方式の構成図
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1112/124/20180315-04_l.png
ストロンチウム光格子時計による原振水素メーザの周波数測定結果
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1112/124/20180315-06L_m.png
生成した時刻信号の協定世界時に対する時刻差(青)とBIPM地球時に対する時刻差(赤) >>1ナノ秒=1×10-9秒
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1112/124/20180315-07L_m.png

英科学誌「Scientific Reports」
https://www.nature.com/articles/s41598-018-22423-5

PC Watch
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1112124.html
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引用元: 【時計】NICT、光格子時計による高精度な時刻標準の生成に成功[03/16]

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1: 2016/04/14(木) 00:03:57.62 ID:CAP_USER.net
被災牛の歯から放射性ストロンチウム~歯に残された放射能汚染の記録~
東北大学 2016年4月11日 11:00
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2016/04/press20160411-01.html

東北大学歯学研究科、理学研究科、農学研究科、加齢医学研究所等からなる共同研究グループでは、
福島第一原発事故の後、旧警戒区域に放たれたウシの歯を収集し、それらの歯に含まれるSr-90の量を測定し評価してきました。
 
本研究では、年齢の違う8頭の牛から9本の歯をそれぞれ採取し測定を行い、原発事故以降に形成された歯のSr-90濃度が、事故前と比べて高くなっていることを見出しました。
このことから、歯の中のSr-90の放射能量から個体の内部被ばく線量を評価する手がかりを得られることが分かりました。
原発事故により、環境中に存在する安定ストロンチウムにSr-90が加わったため、環境中のSr-90と安定ストロンチウムの比(比放射能値)は、Sr-90が降下した場所と事故からの経過時間により異なります。
 
本研究から、歯の中の比放射能値は、ウシの採取場所と時期、年齢、歯の形成段階により異なることが分かりました。
したがって、歯の比放射能値を測定することにより、環境中の放射能汚染の時間経過、体内に取り込まれたSr-90の総量を過去にまで遡って推定し、内部被ばく線量を評価できる可能性があることが示されました。
 
本研究の成果は平成28年4月6日付けで、Scientific Reports 誌に掲載されました。

詳細(プレスリリース本文)
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20160411_01web.pdf

(引用ここまで 全文は引用元参照)

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引用元: 【環境】被災牛の歯から放射性ストロンチウム 歯に残された放射能汚染の記録/東北大[04/11]

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1: 2016/03/03(木) 21:22:31.73 ID:CAP_USER.net
共同発表:異なる原子の光格子時計を短時間で比較することに成功
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160301/index.html


ポイント
異なる原子を用いた光格子時計の高精度比較は「秒」の再定義への重要なステップである。
イッテルビウム原子とストロンチウム原子を用いた光格子時計を比較し、世界最高精度かつ短時間で周波数比を決定することに成功し、時計としての安定性を確認できた。
従来の手法では観測できなかった現象など新しい物理の解明に役立つと期待される。


JST 戦略的創造研究推進事業において、東京大学 大学院工学系研究科の香取 秀俊 教授(理化学研究所 主任研究員)、理化学研究所のNils Nemitz(ニルス・ネミッツ)国際特別研究員らの研究グループは、異なる原子を用いた光格子時計注1)を世界最高精度注2)かつ短い計測時間で比較することに成功しました。

光格子時計は、現状で最も精度よく時間を計測することを可能にする原子時計の一種であり、次世代の時計として世界中で高精度化を目指して開発が進められています。
高い精度で時間を計測できていることを確認するには、同等以上の精度の2台の原子時計で比較することが必要ですが、従来は計測に数カ月もの時間がかかっていました。

本研究グループは、イッテルビウム原子とストロンチウム原子を「魔法波長注3)」で作られた光格子の中に捕獲・計測する光格子時計の手法を使って、計測時間を大幅に短縮して周波数を比較することに成功しました。
この結果、国際単位系の1秒の実現精度をはるかに上回る5x10-17の不確かさで周波数比を決定し、これまでの異なる原子時計比較の精度の最高記録を更新しました。
加えて、光格子時計の安定性をさらに向上させたことにより、これまでの最速計測時間より90倍も速い150秒で2台の時計の比較を実現しました。

このような異種原子時計の超高精度な比較は、物理定数の恒常性の検証を可能にし、素粒子の標準理論注4)を超える新しい物理の解明に役立つと期待されます。

本研究は、内閣府 最先端研究開発支援プログラムおよび文部科学省 先端光量子科学アライアンスにより一部支援を受けて行われました。

本研究成果は、2016年2月29日(英国時間)発行の英国科学誌「Nature Photonics」に掲載されます。

続きはソースで

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引用元: 【計測技術】異なる原子の光格子時計を短時間で比較することに成功 周波数比の高速かつ超精密な測定は新しい物理への窓を開く

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1: 2015/06/01(月) 18:34:04.59 ID:???.net
2015年6月1日ニュース「光格子時計で新成果 水銀でも原子時計上回る精度確認」 | SciencePortal
http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2015/06/20150601_01.html
共同発表:水銀・ストロンチウム光格子時計の高精度直接比較に成功~次世代時間標準に向けて「光格子時計」の優位性を示す~
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150527/index.html


http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150527/icons/zu1.gif
図1 光格子の模式図
原子(緑色)が、光の定在波で作られた光格子(茶色)の中に捕獲されている。光格子を「魔法波長」と名づけられた特別なレーザー波長で構成することで、光格子のレーザーが原子の振り子の振動数を変化させないようにし、原子固有の振動数を測定する。

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150527/icons/zu2.gif
図2 水銀光格子時計の装置
a.開発した水銀光格子時計。使用する紫外レーザーもすべて同じ光学定盤の上に構築されている。
b.水銀光格子時計の概要。レーザー冷却された水銀原子を光共振器の定在波で構成した光格子内に捕獲し、分光を行う。

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150527/icons/zu3.gif
図3 水銀光格子時計とストロンチウム光格子時計とそれらの周波数をつなぐ光周波数コムの関係図
それぞれの時計の周波数の比を測定するための光の周波数のものさしとして、一定周波数間隔の光を持つ光周波数コム(エルビウムファイバコム)を使用する。

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150527/icons/zu4.gif
図4 水銀、ストロンチウム光格子時計の周波数比の測定
a.水銀、ストロンチウム光格子時計の周波数比の不確かさを示すアラン標準偏差(赤丸は測定結果、赤線は結果を当てはめた直線)。およそ30分の平均化時間で精度が17桁に達する。
青破線はレーザーの周波数ノイズから予想される理論値。緑点線は量子雑音の制限。
b.各測定ごとの水銀、ストロンチウム光格子時計の周波数比。10回の測定から、周波数比の不確かさが8×10-17(赤点線で示す範囲)であることが実証された。赤実線が測定値の平均値を示す。


次世代の時間標準となる有力候補に挙げられている光格子時計の研究で、新たな成果が香取秀俊(かとり ひでとし)東京大学大学院工学系研究科教授らの研究グループによって生み出された。

光格子時計のアイデア自体の提唱者でもある香取教授らは昨年2月、ストロンチウムの原子を用いて160億年で1秒しか狂わない光格子時計をつくった、と発表している。10のマイナス18乗の精度に相当することから、18桁の時計を実現した、とも表現された。現在、時間の単位である「秒」を定義しているのは、英国のルイ・エッセンが発明したセシウム原子時計で、精度は15桁(3,000万年に1秒のずれ)だ。

水銀の原子を用い17桁の精度の光格子時計を作ったのが、今回の成果。セシウム原子時計より2桁上回り、これまで実現していた水銀光格子時計に比べても80倍という精度に相当する。

続きはソースで

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引用元: 【技術/物理学】水銀・ストロンチウム光格子時計の高精度直接比較に成功 JST・東大・理研

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1: 2015/05/26(火) 07:12:07.72 ID:???.net
青銅器時代の若い女性のグローバルな生き方が判明 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/052500114/

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http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/052500114/01.jpg
「エクトヴィズ・ガール」と呼ばれる青銅器時代の若い上流階級の女性の遺体から、この時代のデンマークの暮らしや旅の手がかりが得られた。彼女が身につけていた羊毛製の衣服は保存状態がよく、ベルトには太陽をデザインした青銅製の円盤がついていた。(PHOTOGRAPH BY ROBERTO FORTUNA, NATIONAL MUSEUM OF DENMARK)


 1921年、デンマークのエクトヴィズ付近で、非常に保存状態のよい青銅器時代の女性の遺体が発掘された。3500年前に16歳から18歳で亡くなったとされるその女性は、「エクトヴィズ・ガール」という名で知られている。新たな分析により、彼女は遠く離れた場所で生まれ、長距離を旅していたことが明らかになった。エクトヴィズ・ガールは、家でじっとしているタイプではなく、世界をわたり歩くコスモポリタンだったようだ。

 この研究は、『Scientific Reports』5月21日号に発表された。論文の筆頭著者であるデンマーク国立博物館の考古学者カリン・フレイ氏は、「現代人は、自らを高度に発展した人間であると思い、グローバル化を新しい現象のように考えています」と言う。「ところが先史時代の研究が進むにつれて、人類は大昔からグローバルに暮らしていたことが明らかになってきているのです」

 フレイ氏は、ストロンチウムという元素の同位体比の微妙なばらつきを分析する専門家だ。ストロンチウムは地殻中に広く分布していて、植物や動物の組織に蓄積する。この元素の同位体比は場所ごとに異なるため、体の各部位に含まれるストロンチウムを調べれば、その組織が形成されたときに地球上のどこにいたかがわかるのだ。「いわば、地質学的GPSですね」

 エクトヴィズ・ガールの各部位に含まれるストロンチウムを、ヨーロッパ北西部各地のストロンチウムと比較することで、いくつのときにどこで暮らしていたかを突き止められるのだ。

 生まれ育った場所は、歯のエナメル質に含まれるストロンチウムを調べれば分かる。歯のエナメル質は子供時代にのみ形成されるからだ。分析の結果、彼女はエクトヴィズから800kmも離れた、現在のドイツ南西部にあたる地域で生まれたらしいことが明らかになった。

 彼女が着ていた羊毛製の衣服の繊維は、場所を厳密に特定するのは難しいものの、ドイツのシュバルツバルト地方のものであるようだ(彼女は、なかなかおしゃれなブラウスとミニスカートを身につけて埋葬されていた)。

「エクトヴィズ・ガールはデンマークでは非常に有名で、デンマーク人は皆、学校で彼女のことを教わります」とフレイ氏は言う。「彼女は確かにデンマークで発見されましたが、とても国際的な女性でした」

 彼女が死ぬ前の2年間を暮らした場所は、毛髪と親指の爪に蓄積されたストロンチウムを調べれば分かる。分析の結果、彼女はその時期にデンマークと生まれ故郷の間を2度行き来していたという。

続きはソースで

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文=Brandon Keim/訳=三枝小夜子

引用元: 【考古学】青銅器時代の若い女性のグローバルな生き方が判明 旅人や客人を手厚くもてなす風習が広がった影響か

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1: 2015/04/23(木) 00:37:31.27 ID:???.net
掲載日:2015年4月22日
http://www.afpbb.com/articles/-/3046106

 物理学者のチームは21日、ストロンチウム原子を用いた「光格子」時計をこれまでで最高の精度にまで高めることに成功したと発表した。150億年で1秒の誤差も生じないという。これは宇宙の年齢よりも長い時間だ。

 これにより「光格子」時計の精度は、これまでのものに比べて約3倍向上したという。研究論文が英科学誌
ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)に掲載された。

 今回の進歩により、科学は時間計測の現行基準の切り替えに一歩近づくことになる。世界共通の標準時間である「協定世界時(Universal Coordinated Time、UTC)」の設定には、現在はセシウム原子泉方式の原子時計が使用されているが、「正確で高精度の光学原子時計は、世界の時間計測に転換をもたらす可能性がある」と論文の執筆者らは記している。

 正確な時間計測は、人工衛星測位システム、携帯電話、デジタルテレビやその他の用途に不可欠な上、量子科学などの研究分野において未知の領域を切り開く可能性を秘めている。

 時間の世界公式単位である「秒」は1967年以降、セシウム133原子の振動数を基準として決められている。その測定方法は、大型振り子時計の振り子の揺れを測るのと似ている。

 世界標準時の設定に使われている機器のセシウム原子泉方式の時計は、この数十年間で精度が著しく向上し、1億年に1秒以内の誤差で時を刻むことができるようになっていた。だが、セシウム時計に使われるマイクロ波振動数よりはるかに高い光振動数のストロンチウム原子を用いて機能する最新型の実験的光学時計は、セシウムを用いた時計よりもさらに精度が高いことが近年明らかになっている。

 今回の最新研究で使用された時計は、赤色レーザー光で閉じ込めたストロンチウム原子の「時間刻み」の振動を検出し、時間を計測する。研究で使われた時計は、米国立標準・技術研究所(National Institute of Standards and Technology、NIST)と米コロラド大学ボルダー校(University of Colorado at Boulder)の科学者チームが開発した。

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続きはソースで

(c)AFP

<画像>
英ロンドン「ビッグベン」での清掃作業(2014年8月19日撮影、資料写真)。(c)AFP/BEN STANSALL
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/c/7/1024x/img_c71789ecb3d4d415a6557cf4403ca902512884.jpg

<参照>
Getting Better All the Time: JILA Strontium Atomic Clock Sets New Records
http://www.nist.gov/pml/div689/20150421_strontium_clock.cfm

Systematic evaluation of an atomic clock at 2 [times] 10-18 total uncertainty
: Nature Communications : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/ncomms/2015/150421/ncomms7896/abs/ncomms7896.html

引用元: 【物理/技術】「光格子」原子時計、精度の世界記録を更新 - NISTなど

「光格子」原子時計、精度の世界記録を更新 - NISTなどの続きを読む
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