新たな物理学の進歩により、核時計は現実に近づいている

核時計は原子時計よりも正確です。

原子時計は、原子の電子のエネルギージャンプを通じて1秒の長さを決定する原子時計よりもはるかに優れていると考えられており、現在、計時技術の最高峰となっています。

しかし、研究者らは最近、さらに難しい対象である原子核（原子核は原子の中心核）の振動を誘発して測定することで、この精度を向上させることができる技術を開発しました。

原子核時計の仕組み： 科学者たちは、紫外線信号の波長を数えることで、原子核に作用するエネルギーパルスの周波数を測定します。波長によって原子核の遷移がより高い周波数で振動するため、より正確な計時が可能になります。画像：米国国立標準技術研究所

原子核時計では、科学者たちは紫外線を用いて固体結晶中のトリウム229原子の原子核を励起した。そして、原子核に当たるエネルギーパルスの周波数（従来の時計の振り子に相当する）を測定し、光周波数コムと呼ばれる装置を用いて紫外線の波長を計測した。

原子核にエネルギージャンプを発生させるには、原子時計で使用されるものよりもはるかに高い周波数の信号が必要です。1秒あたりの波の周期数が増えるため、この方法はより正確な時間測定を可能にすると期待されています。

原子核時計はまだ開発途中ですが、研究者たちはそれが時間計測だけでなく物理学の研究にも変革をもたらし、科学者が宇宙の構造を研究する方法にさえ影響を与える可能性があると認識しています。

9月4日にネイチャー誌に掲載された研究によると、この試作品はすでに原子時計と同等の精度を誇り、将来のバージョンはさらに精度と安定性が向上すると期待されている。

「精度を向上させるために活用できる要素はいくつかある」と、コロラド大学ボルダー校と米国国立標準技術研究所が資金提供している研究センター、JILAの大学院生で、この研究の筆頭著者であるチュアンクン・チャン氏は述べた。

物理的な革命？

ご存知の通り、原子時計の精度は従来の時計よりもはるかに高く、数十年にわたり、宇宙探査や国際時計のためのGPS技術に原子時計が利用されてきました。

さらに、原子時計の精度と安定性は、科学者に地震、重力場、時空を研究するための重要なツールを提供してきました。

原子核時計を作動させるために、科学者たちは紫外線を使ってトリウム229原子の原子核を励起した。写真：JILA

しかし、原子時計は同期ずれの影響を受けやすい。電磁干渉によって励起電子が乱され、計時精度に影響を及ぼす可能性があると張氏は言う。

テキサスA&M大学の物理学名誉教授で、この研究には関わっていないオルガ・コチャロフスカヤ博士は、これらの磁場は「誘発される」可能性が高いと述べた。

核時計は原子時計と違って高真空状態や極度の冷却、磁気や電気の妨害からの保護を必要としないため、より正確なだけでなく、よりシンプルで持ち運びやすいとも彼女は付け加えた。

科学者によれば、原子時計が原子時計の性能を上回ったり、原子時計に取って代わったりするまでには、まだ達成すべき要素が数多くあるが、今回の研究結果は、その時がそう遠くないことを示しているという。

ハトラン（CNNによる）

出典: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html