世界で最も正確な原子時計は数十億年間稼働する可能性がある

原子時計の精度は、科学者が事実上完璧にするための新しい方法や技術を発見するにつれて向上してきました。サイエンス誌に掲載されたプロジェクトでは、国立標準技術研究所 (NIST、ポルトガル語で国立標準技術研究所) のチームが作成した新しい超高精度時計が紹介されました。

他の原子はクロックの安定性を高めることができますが、衝突しやすいため精度が低下する可能性もあります。

科学者チームが行ったのは、2015 年に彼らが作成し、今日まで世界で最も正確だった原子時計のバージョンに精度を提供するために以前に使用された方法をさらに改良することでした。光ネットワークと呼ばれるシステムは、原子を個別に「隔離」して測定精度を高めるレーザーを使用し、原子の移動や相互作用を防ぎます。

同じだけど違うだけ

新しい原子時計も同じことをしますが、この 1 次元の光学グリッド システムを 3 次元の空間に増幅します。次元が 1 つしかないため、使用できる原子の数は制限されます。したがって、他の原子はクロックの安定性を高めることができますが、衝突しやすいため精度が低下する可能性もあります。

原子時計は光を利用して機能します。たとえば、レーザービームを使用すると、原子の電子をより高いエネルギーの位置に押し出すことができます。これらの原子が最も低い位置に戻ると、光が放出され、原子時計はこれらのエネルギー位置の動きによって時間を計測することができます。

千と一の用途

このような時計は、人類がこれまでに作った機器の中で最も敏感で好奇心旺盛な機器の 1 つです。

保存される原子の数を増やすには、1 次元のシステムではなく 3 次元のシステムを開発するだけで十分でした。これにより、原子時計の安定性が向上しました。原子時計は、時間を正確に保つことに加えて、原子の持ち運びにも役立ちます。暗黒物質や重力波の検出など、もう少し複雑なタスクも可能です。また、時間の変化がなくても数十億年続く可能性があります。

「このような時計は、人類がこれまでに作った機器の中で最も敏感で好奇心をそそられる機器の一つです」とNISTの研究者ジュン・イェ氏は語った。 「私たちは量子力学と一般相対性理論の関係を説明するためにそれを使いたいと考えています」と彼は結論づけた。