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
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（npr、Slashdot）。
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。
結構身近でも使える (スコア:5, 興味深い)
Re: (スコア:0)
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。
Re:結構身近でも使える (スコア:2)
俺の足の回転が妙に遅く感じるのはそれが原因だったのか…
Re:結構身近でも使える (スコア:1)
「声が・・・遅れて・・・聞こえるよ・・・」
こういうことですね。
Re: (スコア:0)
なるほど。
Re: (スコア:0)
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。)
Re: (スコア:0)
潜水艦を探せませんか?
Re:結構身近でも使える (スコア:1)
米国の潜水艦が航法用に微小な重力変化を検知するセンサを積んでたという話はなかったっけ？（詳しいことは忘れた）
Re: (スコア:0)
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
Re:結構身近でも使える (スコア:1)
>>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。
「これまで以上に正確な」は誇大 (スコア:3, 参考になる)
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。
秒の定義 (スコア:2)
秒の定義はCs133がベースだけど、それは変わりますかね？
Re:秒の定義 (スコア:1)
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。
Re: (スコア:0)
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。
時間の進みに影響するのは重力の強さじゃなくて重力ポテンシャルの差では？ (スコア:1)
＞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
時間の定義ってなんだ (スコア:0)
＞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。
Re: (スコア:0)
宇宙の太り具合
# 宇宙絶賛メタボ中！
Re: (スコア:0)
「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？
Re: (スコア:0)
１秒の定義ではなく時間の定義が何かなんだが。
＞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。
「１秒の長さが違うこと」と「時間が同じスピードではない」は意味が全く違うと思うのだがいかがだろう。
それとも本文はあくまで１秒の定義だけの議論？時間の進みが早いとかいわれると直ぐに老いるのだと聞こえてしまう。
Re: (スコア:0)
「スピード」は単位時間当たりの何か（例えば1秒間に進む距離）、という意味なので、時間のスピードっていったい何なのかと。
Re: (スコア:0)
「時間」という言葉で何を指すのかが、人によって違うから混乱するんじゃないかなー、と。
この記事で触れられている「時間」は秒で表すものだけど、一般に口にされる「時間」は、
概ね体感時間のことだよね。
例え1秒の長さが2倍になったとしても体感時間は変わらないから、完全に別物かと。
Re: (スコア:0)
同じ運動の速さや物体の長さや放射性物質が崩壊する確率とかが、揃っていっせいに変化していると考えるよりは、「時間の進み方が違うんだ」と考えたほうが合理的だし生産的。みたいな理解でいいんでしょうか教えてエロい人。
Re: (スコア:0)
直ぐに老いるという意味。1秒の長さが違うというのは、時間の進み方が違うと言うことで、
1秒の長さが短い場所に居る人は、そうじゃない人より早く老いる。
(地球上の重力の違いで言えば、最新の技術でそのずれがなんとか計測できるようになりつつある、すげー、という程度に微少な違いだけど)
ある現象(この場合、セシウム原子の量子的な振動的なやつ)が、環境さえ同じなら、
極めて正確に同じ間隔で起こるので、その回数を数えると正確な時間が計れるという話。
(その「間隔」とは何なのか? という本質的な意味での時間の定義は、哲学の方向へ突っ込んでしまうので知らない)
ここ
Re: (スコア:0)
＞1秒の長さが違うというのは、時間の進み方が違うと言うことで、1秒の長さが短い場所に居る人は、そうじゃない人より早く老いる。
自分は化学の人間なのでこの表現がまったくわからない。
時間の進み方が違うとはなんぞや。物質（細かく言うと粒子、原子、分子・・・）が速く動くということか？そうでないなら直ぐに老いるという現象は何からおこってしまうのか。
Re:時間の定義ってなんだ (スコア:1)
1秒の長さが短かろうが、長かろうが、その人の人生の時間は同じで、そもそも、早い遅いが時間を基準にしたものだから、
だから、この場合の「早い」とかってどういう意味？というのが元の問じゃないでしょうか。
つまり、1秒の速度が倍の地球があったとして、そこの高校生活は、その地球の人にとってはやはり3年あるわけです。
Re:時間の定義ってなんだ (スコア:1)
時間が速い場所と、時間の遅い場所で、同じ条件で同じ化学反応をさせると、時間が速い場所での方が先に終わる。
化学反応に限らず、物体の移動や落下、振動、全てがその調子。
全てが均等に加速されるので、自分では自分の居る系の時間が速くなっていることは認識できない。
「同じ実験をしてるのにあっちの系は遅いなぁ」と言うように見える。逆の立場では「あっちは速いなぁ」。
あらゆる現象が素早く起こっているだけで、「時間の進み方」というのは変わっていない、という考え方も出来るし、信じる分には無害だと思う。
ただ、その考えに基づいて既知のあらゆる現象を数式化しようとすると、「時間の進み方が速くなっている」と見なした場合よりも、
現象を説明する文章がくどくどと注釈だらけになり、基本となる式が無駄に複雑になってしまう。
ところが、その複雑怪奇な数式を簡略化していくと、「時間が速くなっている」という発想で組み立てられた数式と同じものが得られる。
そんなわけで、無駄な遠回りなので、時間が速くなっていると考える方で行きましょう、と。最近の科学法則ってそんな感じ。
本当に起こってるのはどっちだ? と言われても、今の科学知識の範囲では証明する方法がない。
もしかすると、物理法則が次の段階へと進んだ暁には、明らかになできるようになるかも知れない。
ついでに、迂遠な方の考え方こそが実は真理だったりすると、そっちで考えない限り、
自然の摂理に関する次なる大発見には繋がらない、みたいなこともありうるけど、
その辺は、物理学を次のステージへと押し上げるのがお仕事の最先端の科学者が頑張れば良いこと。
そういう目的意識を持ってる方々以外の一般大衆は、楽な方で考えておけば良い。
Re: (スコア:0)
疑問ばかり投げかけて愚痴ってた当人です、
非常に分かりやすい解説感謝です！
Re: (スコア:0)
＞物質（細かく言うと粒子、原子、分子・・・）が速く動くということか？
そういうことでいいんじゃないかな。
体感では同じなんだけど（「体感」を作り出す生体の反応≒化学反応他が逆に物質の動く速度基準だから）、両者を比較してみると速く時間の流れるほうがみじかいってことで
Re: (スコア:0)
1秒の長さが短い場所に転勤した同級生と50年後に会おうと約束していたら、40年しか経ってないのにもう来ちゃった。
違うな……、生活時間は太陽基準だから、
1秒の長さが短い場所に転勤した同級生と50年ぶりに同窓会をしたら、相手は60歳くらい老けていた。
まぁ、転勤先が太陽系外惑星だったとか、そういう話でもいいけども。
同じスピードで進んでいるとは限らない (スコア:0)
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！
Re:同じスピードで進んでいるとは限らない (スコア:2)
ああ、だから、体重が増えたんだ。もっと、のんびり暮らしたら、減るかなぁ？
Re: (スコア:0)
そういや最近朝起きるのが早いのもそのせいか。
Re: (スコア:0)
最近、妙に疲れが溜まってとれないのもそのせいですかねえ…。
Re: (スコア:0)
50億年もたったら、地球の自転速度がだいぶ遅くなってますよね。
6億年前で1日は22時間くらいだったそうな。
Re:同じスピードで進んでいるとは限らない (スコア:2)
その分、月が遠ざかっている。
Re: (スコア:0)
今より離れるとはいっても2万キロくらいなので、現在の月が一番近い時と一番遠い時の差（少し楕円で回ってる）くらいじゃないかと。
ちゃんと計算してはいないけど、減速の度合いは下がってきてるとして、1日が30時間くらいになるんじゃないかな。
そんなに精密な？ (スコア:0)
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・・・
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
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。
日本に設置しようとすると (スコア:0, 参考になる)
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
Re:日本に設置しようとすると (スコア:1)
＞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。
Re: (スコア:0)
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。
Re:日本に設置しようとすると (スコア:2)
手品で炎を派手に見せかけるためにも使いますね。
Re: (スコア:0)
典型的なｱﾚｹﾞな記事ですね。
Re: (スコア:0)
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。
Re: (スコア:0)
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。
Re: (スコア:0)
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。
Re: (スコア:0)
残念ながら妄想に「参考になる」モデつけるアホがいるので少なくとも二人いますね
オーディオのDAC用に需要があるかも (スコア:0)
Re: (スコア:0)
そもそもルビジウムを使うことにまったく意味はないそうですが(セシウムも多分同じ)
http://801a-4242a.blog.so-net.ne.jp/2014-02-04 [so-net.ne.jp]
光格子だと話しが違ってくる・・・のか？