新たな物理学の進歩により、核時計は現実に近づく

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、研究者たちは最近、さらに難しいターゲットである原子核（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。

原子時計の仕組み: 科学者は、紫外線信号の波長を数えることで、原子核に当たるエネルギーパルスの周波数を測定します。波長により核遷移がより高い周波数で振動し、より正確な時間測定が可能になります。写真: アメリカ国立標準技術研究所

核時計では、科学者たちは紫外線を使って固体結晶内のトリウム229原子の核を励起した。次に、研究者たちは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ツールを使用して紫外線の波長を数えました。

原子核内でエネルギージャンプを生成するには、原子時計よりもはるかに高い周波数の信号が必要です。 1 秒あたりの波のサイクル数が増えるため、この方法ではより正確な時間測定が可能になると期待されます。

原子時計はまだ開発途上だが、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る。

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がいくつかある」と、コロラド大学ボルダー校と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、この研究の主執筆者であるチュアンクン・チャン氏は述べた。

物理学革命？

ご存知のように、原子時計の精度は従来の時計よりもはるかに高いです。数十年にわたり、原子時計は宇宙探査や国際時間計測のための GPS テクノロジーに使用されてきました。

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。

原子時計を機能させるために、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、原子時計も同期が失われる傾向があります。電磁干渉は励起された電子を乱し、タイミングの精度に影響を与える可能性があると著者の張氏は言う。

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

核時計はより正確なだけでなく、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る、あるいは原子時計に取って代わるまでには、まだ達成すべき要素が数多くあるが、今回の発見は、その時がそう遠くないことを示している。

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