구극의 정도에 도전하는 <초>의 정의를 바꿔 쓰는 <광격자시계>란 무엇인가? (4/4)

구극의 정도에 도전하는 <초>의 정의를 바꿔 쓰는 <광격자시계>란 무엇인가? (4/4)

 

 

60초

 

초를 <재정의>하기 위한 치열한 경쟁

 

국제도량형위원회는 1967년에 정한 <초의 정의>를 현재의 세슘원자의 주파수차에서 광에 기초한 정의에로 변경해야 한다고 움직이고 있다. 지금보다 2계단 높은 정도로 <1초>를 정의하여 고치자는 셈이다.

“그 때에” 대비해서 여러 가지 연구자 들이 고통을 견디고 있다.

<세슘원자에서는 이젠 이 이상의 정도는 내지 못할 것이라고 생각되고 있다. 그래서 차세대의 초의 정의를 위하여 우리들이 당하고 있는 광격자시계나 그 라이벌인 단일이온원자시계 등이 계측기로서 후보의 자리를 경쟁하고 있다.>(아카마쓰)

<산총연을 포함한 세계에서 5기관의 광격자시계가 세계표준시를 체크하는 능력이 있다고 해서 위원회에 사인을 받고 있다. 그 중의 하나로서 정상적(定常的)으로 세계의 표준시의 체크를 행하여 광격자시계의 우위성을 나타내려고 생각하고 있다.>(고바야시)

 

상대성이론을 체감할 수 있다.

 

Kg이나 m, 암페어 등의 국제단위계 안에서 압도적으로 정도가 높은 <초>인데 다시 정도를 높이는 것으로 새로운 세계나 기술을 보이기 시작하였다.

앞에 나온 가도리히데도시의 연구에서는 아인슈타인의 <중력에 의하여 시간의 흐름은 변한다.>고 하는 일반상대성이론을 기초로 따로 놓인 광격자시계의 시간의 흐름의 다름을 계측했다고 한다. 지구의 중력을 받고 있는 지상에서 광격자시계를 종(상하)으로 2대를 두고 각각 시간의 흐름이 다름을 확인하고 있다. 실험실 레벨에서는 1센티의 차가 있으면 광격자시계로 계측된다고 한다.

마치 경이의 계측이지만 그것이야 말로 이 연구의 재미라고 두 사람은 느끼고 있다.

<초나 주파수는 물리량 중에서도 가장 오차가 없이 잴 수 있는 양이다. 그 점이 먼저 단순히 재미있다. “정확성의 매력”은 이 연구에 들어간 계기이다.>(아카마쓰)

<18단계의 정도로 무엇인가를 측정할 수 있는 것은 달리는 없다. 기초물리정수라는 것이 참으로 줄곧 일정불변인 것인지 하는 것을 광격자세계가 검증할 수 있을 것이 아닌가. 그 점에 흥미 깊음을 느끼고 있다.>(고바야시)

우리들의 손목시계에는 정직, 18단계의 정도는 필요 없다. 겨우 표준시를 빈번히 체크하고 있는 스마트 폰의 시계를 보고 있으면 일상생활에서는 충분하다.

 

그러나 그들 시계의 정확성을 체크해 줄 시계는 단계가 다른 정도가 요구된다.

또 생활의 시간을 재는 이상에 세세하고 정확한 시간을 새길 수 있는 시계는 시간과는 또 달리 계측을 가능하게 해준다고 한다. 정도가 높은 계측은 어떤 가능성을 비장하고 있는 것이다.

현재 국제원자시나 협정세계시는 1초의 정의인 세슘원자시계에 의하여 교정이 행해지고 있다.

장래의 초의 정의의 후보인 광격자시계는 세슘원자시계보다 정도가 높다는 것이 나타나 있고 금후 이 고정도인 광격자시계를 써서 어떻게 국제원자시를 운용할 것인지는 중요한 연구과제이다.

특히 광격자시계를 연속 혹은 정기적으로 운용할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다.

이번 연구결과에서는 광격자시계의 반년 간에 걸친 고가동률운전을 달성하고 국제원자시의 1초의 길이의 교정에 기여하였다. 금후도 정상적으로 광격자시계를 운용하여 초의 재정의를 향한 공헌을 목표로 한다. *

 

일본어원문=究極の精度に挑む!「秒」の定義を書き換える「光格子時計」とは何か

「物理定数」は本当に一定不変？

（취재・글　나카가와타카오(中川 隆夫)(블루박스 편집부)

출처=https://www.aist.go.jp/aist_j/aistinfo/bluebacks/no32/