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光格子時計

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1: 2015/03/03(火) 23:14:14.44 ID:???*.net
160億年動かし続けても1秒しか狂わない、極めて精密な時計の開発に、東京大学などの研究チームが成功しました。
現在、1秒の基準となっている時計の100倍以上の精度があり、宇宙が誕生した瞬間から動かし続けても、0.8秒しか狂わない計算です。

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この極めて精密な「光格子時計」と呼ばれる時計を開発したのは、東京大学大学院の香取秀俊教授の研究チームです。
この時計は、レーザー光によって作ったごく小さな空間に、ストロンチウムの原子を閉じ込めて振動する回数を数え、それを基に時間を計測する仕組みです。

従来の「光格子時計」は、周囲の熱の影響で原子の振動数にばらつきがあり、精度に問題がありましたが、 氷点下178度まで冷やすことにより、振動数が一定し、画期的な精密さが実現できたということです。
現在、1秒の基準となっているセシウム原子を使った時計は、3000万年に1秒の誤差がありますが、 今回開発された時計は、160億年に1秒の誤差という100倍以上の精度で、宇宙が誕生した138億年前に動かし始めたとしても、0.8秒しか狂わないということです。

こうした精度の高さは、世界でも例がなく、1秒の定義の見直しにつながる可能性があるほか、この時計を離れた場所に置くことによって、新たな測量技術の開発にもつながるということです。

香取教授は「『1秒』がセシウム原子時計で定義されて半世紀がたとうとするなかで、秒を測る精度を格段に上げることができた。
日本由来の光格子時計で、基礎科学への貢献だけでなく、時計の概念そのものすら変える可能性がある」と話しています。


1秒とは
1秒という時間は、かつて、地球が自転するのにかかる長さ、つまり1日の長さによって定められていました。
1日を24分割した時間を1時間とし、それを60分割したものが1分に、それをさらに60分割することで、1秒の長さが決められていました。

続きはソースで


http://www3.nhk.or.jp/news/html/20150303/k10010002741000.html

引用元: 【科学】「160億年で1秒しか狂わない」時計を開発 東京大学などの研究チーム

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1: 2015/02/10(火) 01:29:15.75 ID:???*.net BE:287993214-2BP(1012)
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時事通信 2月10日 1時7分配信

 極めて正確な2台の「光格子時計」を冷却して比較する実験で、「宇宙年齢の138億年で1秒もずれない精度」を達成したと、東京大の香取秀俊教授や理化学研究所の高本将男研究員らが発表した。
論文は9日付の英科学誌ネイチャー・フォトニクス電子版に掲載された。

 香取教授によると、現在、「秒」の定義に使われるセシウム原子時計は3000万年に1秒ずれる精度にとどまり、光格子時計は次世代の標準として期待される。
地球規模の高速大容量通信や人工衛星を使ったナビゲーションシステムに役立つほか、将来は重力変動の検出を通じて火山活動や地殻変動の観測、資源探査にも応用できる可能性があるという。

 香取教授らは、ストロンチウム原子をさまざまな方向からレーザー光を照射した微小空間に閉じ込め、一定の振動を維持するよう工夫。周囲の室温の壁などから出る電磁波の影響を抑えるため、機械でマイナス178度に冷却した。
さらに原子1000個を同時測定することで測定誤差を小さくした。

 こうした光格子時計2台について振動数を比較した結果、1秒のずれが生じるのに約160億年かかる精度を達成した。 
 光格子時計が重力の検出に使えるのは、重力が強い場所では時間が遅く進む効果の応用。
火山のマグマが上昇したり、地殻変動が起きたりすると重力が微妙に変動するため、光格子時計を近くに設置すれば検出できると考えられる。

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http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150210-00000006-jij-sctch

引用元: 【科学】宇宙年齢で1秒ずれない=「光格子時計」で高精度―次世代標準に期待・東大と理研

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1: 白夜φ ★ 2013/07/13(土) 01:18:18.05 ID:???

光格子時計、誤差3億年に1秒以内を達成 仏研究
2013年07月10日 10:51 発信地:パリ/フランス

【7月10日 AFP】将来の時間計測装置と一部でうたわれている「光格子時計」が重要な精度試験に合格したという研究論文が9日、英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)で発表された。

仏パリ天文台(Paris Observatory)のジェローム・ロドウィック(Jerome Lodewyck)氏率いる研究チームによると、こうした性能を示すことで、光格子時計が「秒」を定義するための世界の時間基準として採用される日が来る可能性が高まるという。

原子時計は、マイクロ波を使用して2つのエネルギーレベル間を遷移する原子を調べて時間を測定する。
原子時計は高精度だが、理論上、それをしのぐ性能をレーザー光によって実現できる。
これは、原子の振り子の「刻み」が毎秒数兆回なのに対し、レーザー光はより多くの回数を刻むことができるため、さらに高い精度を実現できるからだ。

試験の結果、この光格子時計の誤差は3億年に1秒以内であることが分かった。
これは、セシウム原子時計の3倍の精度に相当する。

光格子時計は登場してまだ10年しかたっていないが、その性能はますます目覚ましいものとなっているとロドウィック氏は言う。
例えば、米国立標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology、NIST)のアルミニウムイオン時計の誤差はわずか37億年に1秒以内だという。

1967年以降、セシウム原子時計が国際単位系(SI)での「秒」の定義に用いられているが、光格子時計が新基準としてこれに取って代わるには、さらなる試験が必要になるとロドウィック氏は述べている。

光格子時計が新しい基準になれば、物理学者アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)の一般相対性理論の検証などの高度な物理学や、海面上昇を追跡している地球観測衛星において、以前よりもさらに正確な時間計測が可能になる。(c)AFP
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▽記事引用元 AFPBBNews2013年07月10日 10:51配信記事
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2955173/11022627

▽関連
Nature Communications Volume: 4, Article number: 2109 DOI: doi:10.1038/ncomms3109
Received 01 February 2013 Accepted 04 June 2013 Published 09 July 2013
Experimental realization of an optical second with strontium lattice clocks
http://www.nature.com/ncomms/2013/130709/ncomms3109/abs/ncomms3109.html

▽関連スレッド(過去ログ)
【単位】「1秒」の世界標準時計の候補に 産総研の光格子時計
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1350910307/
【物理】情通機構と東大 二つの「光格子時計」で誤差6500万年に1秒
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1312554992/ 



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