Research press release

【光学物理学】1秒に限りなく迫る

Nature Communications

Optical physics: When is a second not a second?

光格子を用いた原子時計2台の精度の測定結果を明らかにした論文が、今週掲載される。この種の原子時計によって、今まで以上に精度の高い1秒の定義が得られ、周波数と時間の測定精度を向上できる可能性が、この測定結果から示唆されている。

国際単位系によれば、1秒は、特定の遷移を起こすセシウム原子が放射する光の周波数によって定義されている。現在、これを測定するために、原子泉を用いた原子時計が使用されている。原子泉は、まるで噴水のように、原子を高く押し上げる技術である。最近になって、光を使って原子を捕獲し、詳細な測定ができる程度に長時間にわたって原子を捕獲し続ける別のタイプの原子時計が提唱され、検証された。今回、Jerome Lodewyckたちは、セシウムではなくストロンチウム原子における原子遷移を用いる2台の光格子時計の精度に関する測定結果を報告している。Lodewyckたちは、こうしたストロンチウム光格子時計を2台作製し、3台のセシウム原子泉時計を使って測定した時より精度が高いことを明らかにした。

今回の発見は、国際単位系の1秒を定義するための、新しいシステムへの一歩を表している。

Measurements of the accuracy of two optical lattice based atomic clocks are presented in Nature Communications this week. The results suggest that this type of clock could present a more accurate definition of the second, improving the precision with which frequencies and times can be measured.

In the International System of Units, the second is defined by the frequency of light emitted from a caesium atom undergoing a specific transition. Atomic clocks currently used to measure this are based on atomic fountains, which throw atoms upwards much like a regular fountain. An alternative type of atomic clock, which traps atoms using light and keeps them held for long enough to make detailed measurements, has recently been proposed and tested. Jerome Lodewyck and colleagues present results on the accuracy of two such optical lattice clocks using an atomic transition in strontium atoms instead of caesium. They build two of these strontium optical lattice clocks and find that they are able to keep time with each other much more accurately than when they measure with three caesium atomic fountain clocks.

The findings represent a step towards a possible new system for defining the SI second.

doi: 10.1038/ncomms3109

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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