宇宙&物理2chまとめ【物理】将来の時間基準になるか?光格子時計が誤差3億年に1秒以内を達成

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【物理】将来の時間基準になるか?光格子時計が誤差3億年に1秒以内を達成

[ 2013/07/15 22:01 ] [ 物理 ] [ コメント(11) ]
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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
_____________
▽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
© By NASA
元スレ:http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1373645898/









6: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 01:45:12.10 ID:0lAokweV

でも三億年たつまえに壊れちゃいます


7: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 01:52:15.54 ID:VXwEIrK7

3億年経ったら1秒修正しないと


8: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 01:57:45.07 ID:6zo6JQhc

これでもう寝坊せずにすむぜ。


9: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 01:57:46.37 ID:0m/Gf19h

これが必要な場面もあるのだろうが、私にはこのくたびれた腕時計が一番だ


10: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 02:00:53.52 ID:/kqQXDbS

この時計何年保つの?


11: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 02:08:14.99 ID:lztcXtLS

どんなに厳密に正確な時計でも

たまに入れられる「うるう秒」でズレるんだからコンシューマーには向かん


14: 2013/07/13(土) 03:39:06.84 ID:/IqcLlJ5

>>1
あれ?
SI単位系の秒って、光の進む距離基準に定義が変わったんじゃ無かったっけ?


21: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 08:38:14.56 ID:QK0Agzd5

>>14
それは長さの定義

秒 - Wikipedia
秒とは、セシウム133原子の基底状態の2つの超微細準位間の遷移に対応する電磁波(radiation)の9192631770周期に相当する時間である。
この定義が各国において採用されており、例えば、日本法においては「セシウム百三十三の原子の基底状態の二つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の九十一億九千二百六十三万千七百七十倍に等しい時間」(計量単位令別表第一第3項)と定義されている。




16: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 06:24:43.80 ID:n38SV7/H

「三億年に一秒」って書き方をするから何の意味があんの?って言われちゃうんだよな。
要は普段使ってる秒の精度が上がったってことだろ。
±0.0000001秒の誤差があったのが±0.0000000000001秒になった、みたいな。

メートルとかもそうだけど、こういう基礎単位が正確でないと困る分野がいずれ出てくる。
極端な話、尺とか寸を腕の長さで測ってたら今の工業はありえないじゃん?
だからこれからもどんどん精度を高めていって欲しい。

原子時計 将来 - Wikipedia
・時計の精度が上がると相対性理論により時計がある場所の速度、重力、電磁場が精度に大きく関係してくる(セシウム原子時計でも地球上と人工衛星軌道での時間の進む速さの違いが検出される)。逆に考えると、電磁場や重力場(重力波?)(時空のゆがみの検出)を高精度で測定できる可能性を秘めている。

・物理学の基本量(光速c、プランク定数h、素電荷e、万有引力定数G、微細構造定数αなど)を正確に決定できる。これらの数字のつながりが解明される可能性がある。

・相対性理論と量子力学の2つは根本の部分で分かっていなかったり、微妙に整合性がとれていない。どちらが正しいかわかるようになり、統合・調整できる可能性がある。




17: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 07:25:01.44 ID:+5UFCdbS

今の一秒ってセシウムか何かで決めてるんだよな?
だったらそれをそのまま使えば誤差0じゃね?ってことにはならんのかな
頭悪い質問かもしれんが

セシウム原子時計 - Wikipedia
アンモニアやセシウムの他にルビジウムや水素なども用いられるが、セシウム原子時計の例について述べる。まず炉から放射されたセシウム133の蒸気を、磁場によって超微細準位の異なる2つに分離する。分離されたうち基底状態の原子に水晶振動子を基準として9,192,631,770Hzのマイクロ波を照射し、これによって励起された原子に再び磁場をかけて分離する。励起状態のセシウムの量が多くなるよう周波数を調整し、正確な9,192,631,770Hzのマイクロ波を作り出す。1967年から、国際的な1秒の定義となっている。誤差は1億年に1秒(10の-15乗)程度とされている。最高精度を実現しているのは1次標準の数台に限られており、多くは少し精度の低い商業的に作られた2次標準を用いている。




20: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 08:31:56.03 ID:gPIOXzMk

>>17
セシウム原子の振動数は1秒間に9億回.
「1億年に1秒」の精度を実現するには
1回の振動周期をその100万の1の精度
で測らないといけない.

それが難しいことが秒の精度が上がらない
主な理由で,そのため新しい基準は振動数
を一気に10の15乗に高めることを計画
している.

要するに,「決まっていること」と「決定
できること」は違うと言うことだな.


19: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 08:24:43.22 ID:pXAjLL/7

>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。 


いまあるのが37億年で1秒なのに、
3億年で1秒のをつくってどうするんだろう。


22: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 08:46:09.23 ID:0lAokweV

>>19
光格子時計ってとこに意味があるんだろ


23: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 08:50:47.66 ID:2oTwK66d

例えばGPSの精度が上がったりね。一般人にはわからんけどいろいろある。

原子時計 - Wikipedia
・高精度の時計を一番に必要としているのは長さの計測である。長さを正確に測るためには、正確な時計が必要である。現在ではレーザー波で、正確に長さが測れる(以前は白金・イリジウム合金製の標準メートル原器を元にしていたため、温度や摩耗の問題があった)。

・また電波において、正確な周波数同調が出来るようになった。

・時間、長さ、周波数の3つは重さや電気を正確に測るために必要である。

・GPS衛星には原子時計を搭載して、正しい位置を表すための正確な電波を出す。




25: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 09:35:01.32 ID:gDx1ttUv

文明どころか、人類、、いや、哺乳類が滅んでそうだぞw


26: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 09:37:09.75 ID:rud3gMVn

誤差3億年に1秒つっても、
どうせ現実のほうがうるう秒が必要になるほど頻繁に狂うんだから、あまり意味ないな。


27: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 09:57:04.71 ID:4ulv19Wg

他の部品の信頼性と後継機器への移行時の誤差でパーでは? >高い精度


28: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 10:00:11.71 ID:wJnNaWre

昔から同じことを言われてるのだが
「時刻を正確に知りたい」んじゃなくて「時間を正確に測りたい」ってことだからな。
要は時計じゃなくてストップウォッチだよ。

重さの基準であるキログラム原器も、長さの基準であるメートル原器も
光学を使って一番正確に離れる量である時間に置き換える技術が
確立されるようになったから、正確なストップウォッチが必要なんだよ


31: 名無しのひみつ 2013/07/13(土) 12:19:21.37 ID:7jRUs75O

>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。 


こっちのが精度高そうだけど、なんで光格子時計なの?
グローバルポジショニングシステムなんちゃらの位置情報の送受信には、光格子時計を使ってるから??


36: 名無しのひみつ 2013/07/14(日) 12:01:22.90 ID:1j3qq1Os

>>31
原理的には光格子時計のほうが上に行く可能性があるが
現状は原子時計の先行改良のほうが上

ストロンチウム光格子時計 - Wikipedia
理論的にはセシウム原子時計の1000倍の「300億年に1秒」の精度がある。2009年現在16桁の精度が実現している(429,228,004,229,873.7Hz)。2006年10月の国際度量衡委員会で、「秒」の二次表現として採択された。

イッテルビウム光格子時計
ストロンチウム光格子時計をしのぐ精度をもつ可能性のあるものとして、イッテルビウム171光格子時計の開発が進んでいる。




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[ 2013/07/18 02:13 ]
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