「人が作った時計、パルサーの計時精度を上回る」記事へのコメント

原子時計の精度

[Anonymous Coward]

こういう時計の精度の話になる度に思うのですが、今の1秒の定義は、セシウム原子時計の原理そのもののように思えます。
とすると、セシウム原子時計で、トラブル以外の要因で、誤差が出るほうが不思議なのですが…

Re:

[phason (22006)]

>今の1秒の定義は、セシウム原子時計の原理そのもののように思えます。

定義はその通りですが，測定上の問題があります．
例えば，現在の秒の定義は，

¹³³Csの基底状態の超微細準位間の遷移での放射の9192631770周期

となっています．そういう意味で，原子時計が完全に理想的な構造で誤差無しの測定が出来るならば精度の問題はありません．
ところが実際には，Cs原子は完全な虚無の中に浮いているわけではありませんので，周囲からの（微弱な）摂動の影響を受けて準位間隔が微妙にずれますし（実際の遷移のエネルギーと，定義で用いられている孤立原子でのエネルギーと

Re:

[eukare (2230)]

参考に
情報通信研究機構(NiCT)の次世代時刻周波数標準プロジェクト [nict.go.jp]

Re:

[Anonymous Coward]

その先の、次世代時刻周波数標準プロジェクトの中の一秒の定義 [nict.go.jp]を見て質問。

図に示されているように、安定な軌道から最寄りの不安定な（励起された）軌道へ移すには約350THz（波長852 nm）の赤外光が必要で、中心と外側電子の磁石の向きを安定から不安定へ変えるには約9GHz（波長3.3 cm）のマイクロ波が必要です。この、磁石の向きを変えるのに必要な電波の周波数が、秒を定義するのに使われています。

9192631770Hzを数えているのが、定義だとは分りました。その前の文章—励起赤外光350THz云々—が脈絡も無く書かれているように見えます。つながりが読めません。

350THzで励起した電子のスピンを変えるには9.19...GHzが必要で、これを秒の定義としている、ということですか。

Re:原子時計の精度

[phason (22006)]

>その前の文章—励起赤外光350THz云々—が脈絡も無く書かれているように見えます。つながりが読めません。

つながりはあまりないと言えばあまりありません．
ただ，原子で「励起」というと，電子励起（まあ核励起のこともありますが）を指すことが多いので，「よく言う原子での励起＝電子励起（電子を上の軌道に上げる）だと赤外光だけど，同じ軌道のままスピンだけ反転させる励起もあってそっちはマイクロ波で，マイクロ波の方の励起を使ってるよ」と言いたいんだと予想．

Re:

[Anonymous Coward]

1746733のACです。こっちもphasonさんに(予想とは言え)うまく説明してもらいました。ありがとうございます。

# そーか、基底状態じゃなけりゃ全部励起状態なんだな、と再認識