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サイエンス

これまで以上に正確な、ストロンチウムをつかった原子時計 54

ストーリー by hylom
揺れる時間と揺れない時間 部門より
taraiok 曰く、

セシウム振動を利用した原子時計は地球上で最も正確な時計の一つだ。だが、コロラド大学ボルダー校では、セシウム原子時計を上回る50億年もの間、狂いのない新しい時計を生み出したという。この新しい時計の心臓部にはストロンチウムが使用されている。この時計を組み立てたJun Ye氏によれば、この時計を作った目的は、宇宙全体の年齢を調査するため1秒の狂いもない時計を持つことだという(nprSlashdot)。

だが、この原子時計には重要な問題に直面する。それは、我々の使っている「時間」は宇宙の、いや地球に限定した場合であっても同じスピードで進んでいるとは限らないという点だ。時間が経過する速度は重力の強さに影響される。エベレスト山の頂上では、デスヴァレーよりもほんの少し時間の進みが早い。しかし、ストロンチウム原子時計は無駄にはならないだろう。並はずれた感度により、ブラックホールや爆発している星からの重力波を検出するといった用途に使える可能性がある。

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  • by phyn (46932) on 2014年11月06日 14時45分 (#2707094) 日記
    現在の原子時計はすでに地球表面上の数10cmの高度差の重力場の違いによる時間の進み方のずれを検出できます。 地球表面の重力場は地球内部の密度分布を反映しているので、原子時計を密度分布の精密なプローブとして使えます。 こういった事を、標準時ネットワークを構築するついでに行えるので、大規模な地質学調査に使おうという動きもあるようです。
    • by Anonymous Coward

      人間が直立していると、頭と足のつま先では時間の進み方がちがうということでしょうか。

    • by Anonymous Coward

      そういえば重力加速度が地域によって、ぶれてますよね、それも高精度に測定可能という事か。
      「秒」を生成した所からちょっと離れた所でもすでに時が変化しているという相対論のすごさ。
      時計が大きすぎれば、観測者の時計(あるいは点)という立場が取れなくなるので、できるだけ小さく。
      「どこの時間」という事にも。(これは極論ですが。)

    • by Anonymous Coward

      潜水艦を探せませんか?

    • by Anonymous Coward

      んと、それって時計(とそれと同行している人)から見れば単に正確に時を刻んでいるだけで、ズレは他の時計と比較しないとわかりませんよね?
      で、比較するためには移動しなければならないわけで、その移動によるズレと密度分布によるズレとを分離する方法ってあるんでしょうか?
      #あるいは移動しなくても比較できる方法とかあるのかな?
      #もしくは移動によるズレは無視していいほど低いとか

      • by phyn (46932) on 2014年11月07日 16時43分 (#2707812) 日記

        >>んと、それって時計(とそれと同行している人)から見れば単に正確に時を刻んでいるだけで、ズレは他の時計と比較しないとわかりませんよね?

        その通りです。

        ですので、原子時計を用いて標準時ネットワークを構築する場合、原子時計のシグナルの正確な遠隔地伝送の技術が必要になります。

        現在は、光ファイバを用いてシグナルを送り、ロックインアンプに似た周波数差検出を行っています。

        この過程で誤差が入っていないかどうかの証明はほとんど悪魔の証明で、かなり難しいです。
        結局、一つ一つ原因を想定して潰していくしかないです。

        後は、答えがほぼ分かっているケースで、正しい答えが得られるか試して経験を積んでいくしかないです。
        例えば、高度差があからさまに有って、重力場の違いが顕著な場合等です。

        すこし古いですが http://www.nict.go.jp/publication/NICT-News/1110/01.html [nict.go.jp] (NICT NEWS) の解説等は細かい数字も載っていて分かりやすいです。

        親コメント
  • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 14時24分 (#2707073)

    セシウム原子時計の約1000倍の精度も実現されていますし。

    2012年のノーベル物理学賞は「個別の量子系に対する計測および制御を可能にする画期的な実験的手法に関する業績」でしたが、この業績によりセシウム原子時計の約100倍精度が実現されるようになりました。

  • by manmos (29892) on 2014年11月06日 13時52分 (#2707038) 日記

    秒の定義はCs133がベースだけど、それは変わりますかね?

    • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 14時26分 (#2707075)

      記憶に依れば、ストロンチウム原子時計は「秒」の二次表現として採択されていました。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      光格子時計の開発が進んでいて、2019年には改訂されるかもしれない。

  • >時間が経過する速度は重力の強さに影響される。エベレスト山の頂上では、デスヴァレーよりもほんの少し時間の進みが早い。

    例えば密度一様で球対称な天体の中心では重力の大きさはゼロですが、時間の進みは天体表面(重力最大)や天体から無限遠離れたところ(重力ゼロ)と比較して遅くなるはずです

  • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 14時11分 (#2707060)

    >時間が経過する速度は重力の強さに影響される。エベレスト山の頂上では、デスヴァレーよりもほんの少し時間の進みが早い。

    そもそも時間の定義とは何か。

    • by Anonymous Coward

      宇宙の太り具合

      # 宇宙絶賛メタボ中!

    • by Anonymous Coward

      「我々が観測できる変化に付随する"何か"の変化」ってな感じ?

      山に行って海抜0mから1000mまで登った。空間的な移動は高さ方向に1000m。
      でも、それだけだと一瞬で移動した場合もゆっくり登った場合も区別が付かない。
      だから、位置の変化に付随した「何かの変化」の程度を「時間がかかった」と表現した。

      振動とか発光とか温度変化とか、そういう観測できるものの変化にも同じように「何かの変化」がともなって、それで「早い・遅い」とか「速い・のろい」の差が生まれる。
      観測できる量に対して直交する変化だから虚数で表現できるかもしれないな。
      って感じ?

  • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 14時47分 (#2707095)

    そっか、だから最近一日の終わるのが早いと思ったんだ

    #ここ数十年で地球の重力が強くなったんだ!

  • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 15時47分 (#2707139)

    現在はナノ秒とかピコ秒とかも測定できるようだけど、
    場所・高度・スピードにより全然時間の進み方が違うんでしょ?
    いくら高精度になってもあんまり意味が無いような気がする・・・

    • by Anonymous Coward
      時間の進み方の違いが測定できるようになったと考えると、意味があるように思えてきませんか?
    • by Anonymous Coward

      時計と一緒に周りの時間の進み方も変わるからそれはそれで意味がある。
      遠方の何かを測定するときはずれが出るけど、それは光の速度によるずれのほうが大きいしね。

  • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 16時22分 (#2707167)

    原発反対派とかが、ストロンチウムはいらないとかチンコ神輿持ってきて騒ぎそう。

    #馬鹿丸出しなきがするけど

    • >神輿

      トントントン・トトントンのリズムで歩く筒井康隆の「アフリカの爆弾」くらい一歩退いた方が見通しが効くのに困ったもんだ。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      ストロンチウムなんて花火でも使っているじゃん、バカすぎる。

    • by Anonymous Coward

      典型的なアレゲな記事ですね。

    • by Anonymous Coward

      そもそもネット経由で時刻を同期している時点で、そのパソコンは放射能に汚染されています。
      ネットやマスコミの情報は信用してはいけません。
      携帯電話やNHKもおなじです。

    • by Anonymous Coward

      原発推進派の知能の低さがよくわかるな。
      商用軽水炉の安全性についてはアクの強い人が強引に政治力で”安全”ということにしてしまったから、技術的背景のわかってる人ほど懐疑派が多い。
      インドや中国ですらメルトダウン前提にコアキャッチャつけようとしてるのに、コアキャッチャどころかフィルター付きベントですら「後でOK」な基準が”世界一イイイイ!”とかマジキチだろ。

      • by Anonymous Coward

        どっちもキチが異様に目立ちすぎて、議論ができないですよ。

        アイソトープ=放射性同位体=放射能=原発、核爆弾という変換する人もいたしね。

  • by Anonymous Coward on 2014年11月06日 18時15分 (#2707240)
     現在ルビジウム、セシウム止まりのオーディオDAC用のクロックに需要があるかもしれません。 これまで以上にいい音が聞けるかも。
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Stableって古いって意味だっけ? -- Debian初級

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