原子周波数標準器

こんばんは。


今日は閏秒が挿入されましたが、閏秒というのはなかなか面白いですよね

昔は地球の自転を基準に1秒を定義していたのに、もっと精度の高い定義を作ったっていうのはすごいことです


その定義には現在原子時計(正確には原子周波数標準器)が使われています。


ちょっと調べてみたので仕組みをなるべくわかりやすく書いてみます。
多少厳密さに欠くかもしれませんがお許しください(^^;

物理履修してる人は原子物理のモチベーションにつながるかも？笑



まず、原子というのはある特定の周波数のマイクロ波(原子それぞれが固有にもっている)が当たったときにのみ通常の状態(基底状態)からすこしだけエネルギーの高い状態(励起状態)になります。


ここからは現在の1秒の定義の元になっているセシウム133を例にして進めます。


セシウム133のエネルギーを上げるマイクロ波の周波数(共鳴周波数)は9,192,631,770
Hzであり、周波数は1秒間に繰り返される波の数ですから1回振動するのにかかる時間(周期)を計って91億9263万1770倍すれば1秒になりますね。
こうやって現在は1秒が定義されています


この共鳴周波数は不変のものなので、その他の要素が影響して若干の誤差は生じますが、1万年から10万年に1秒のずれにおさえられ、地球の自転より正確になってしまったわけです笑


最近はさらに研究が進んで、光格子時計というのも研究、開発がされてるようで、特に東大で研究が進んでるらしいです。
1秒の誤差が生まれるのに160億年かかる時計を作ったとか。


すごいですね(・・;)

そこまで正確である必要があるのかはわかりませんけどね笑

高度の差による時間の長さの差とかまでわかるらしいので、相対性理論とかそういうとこで役に立つのかな？



今日は数学の夏の予定書こうと思ったのに
脱線どころか話がすり替わってしまいましたのでその辺はまた明日書きます(￣▽￣;)


ではー。