NICTなどが原子時計を大幅に小型化できる技術を開発、チップ型も実現できる可能性 65
ストーリー by hylom
これはすごい 部門より
これはすごい 部門より
情報通信研究機構（NICT）や東北大学、東京工業大学の研究者らが、小型の原子時計システムの開発に成功したと発表した（NICTの発表）。
原子時計の1つであり、1秒の定義としても使われているセシウム原子時計では、その原理上マイクロ波発振装置や水晶発振器、周波数逓倍処理回路などが必要であり、消費電力も高かった。今回開発された原子時計システムはウェハープロセスを使って独自に開発したルビジウムガスセルと、圧電薄膜を使用した小型のマイクロ波発振装置で構成されており、これらによって超小型ながら従来の小型原子時計よりも高い周波数安定度が得られたとのこと。
従来の小型原子時計は数cm四方ほどのサイズだったが、今回開発された発振器および小型ルビジウムガスセルはともに数mmのサイズで、大きな電力を消費する水晶発振器や周波数逓倍処理回路が不要であるため消費電力も少ないという。
電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
気になるのはお値段ですが、腕時計に搭載できるってことですね・・。
PCに搭載してNTP も要らなくなっちゃうとか。
Re:電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
なるほど。キャッシュヒットの判定が捗るな。
Re: (スコア:0)
電源が切れたあとの再立ち上げのために、電波時計も内蔵しておけば完璧
Re: (スコア:0)
精密に同期が取れているということ（時刻合わせすること）と、個々の時計動作が精密であることとは意味が違うと思う。
Re:電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
出荷時にセットすればそれで終わりかなーと思って。
PC のように電源が切れるというケースは時刻合わせが必要ですね。
Re: (スコア:0)
重力の影響で時間の進みが異なるから、やはり時刻合わせは必要じゃないですかねぇ…。
主観時間は正確でも、時刻ってのは協定で決められてるものなので。
もっとも、他レスにあるように、温度変化等の外乱があるから、思ったほど正確じゃないかもね。
Re: (スコア:0)
その前にうるう秒ってのがありますよ。
数年で一秒なら良しとするんでしょうけど。
ソーラーかキネティックなら電池交換しないので、電池交換のタイミングでというのは厳しいです。
充電池(キャパシタ)も高い時計は10年以上当たり前のように持ちます。
Re: (スコア:0)
ヨドバシで時刻合わせサービスをやってくれるようになったりして
Re: (スコア:0)
時代が進み、原子時計がクオーツみたくタダ同然になったらそんなのも出てきそう。
出荷時に時刻合わせだけしておいて、本体には時計合わせ機能がない電池が切れたら終わりの時計とか。
あるいは時刻依存系の二段階認証デバイスとかなら時間合わせでトラブルが発生しないようにそんな感じになりそう。
あんまり正確だと手動な時間合わせは誤差を生むし、厳密な時間合わせ機能は多少コストが掛かりそうですしね。
Re: (スコア:0)
原子時計といえど、温度補償をしないなら精度はそれほど高くならないだろう。
温度補償をするならそれなりの電力を消費することになって、腕時計には乗せられないんじゃないかな。
Re:電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
温度によって寸法や弾性率が多少とも変化する振動子とは異なり、原子時計で使うような荷電子のエネルギー準位は温度の影響を余り受けません。
温度補償をしなくても温度補償をした水晶発振より桁違いの精度が出せると思われます。
Re: (スコア:0)
荷電子→電子の間違いです。
Re: (スコア:0)
電子のエネルギー準位に温度依存性がないなら、半導体の温度を上げると暴走するのは何で？
Re: (スコア:0)
半導体は知らんけど、原子時計の原理的に、電子の特定の超微細エネルギー準位間の遷移を利用するわけだから、温度関係ないんじゃないの？
温度がどうであろうと、その特定のエネルギー準位での周波数は一定と思うのだけど。
ただし、温度が高ければ原子の運動量が高いから、ドップラー変位等で周波数に幅は出るような気がする。
そういう意味での精度が落ちる現象はありそうだけども、温度依存で周波数がドリフトするというような現象は起こらない気がするな。
詳しいこと分からんけど。
Re:電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
それと温度が高くなると、原子時計の場合はセル内の他の原子との衝突も増えるだろうからその効果がどうなのかも要因になって来そうですね。セル壁面との衝突も含めて。
同じく詳しいことは分からないけど。
Re: (スコア:0)
半導体の使用温度が制限されるは複数ありますがエネルギー準位が変化するからではなく、熱エネルギーで準位を遷移する電子の数が増えたり、熱で結晶の格子振動が激しくなってキャリアの移動が妨げられたりするのが主因です。
また近隣の原子と電子を共有することで近隣の影響を大きく受けるような準位を原子時計はわざわざ使ったりしません。
Re: (スコア:0)
温度が上がっても、原子時計の場合、スペクトルが広がるだけで、中心周波数は変わらないのでは?
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
それは同じ条件（温度補償をしたもとで）という話だよ。
Re: (スコア:0)
水晶振動子は恒温槽に入れたとしても原子時計の精度に及びません。
今回の発振子のNICTによるプレスリリースにも温度補償を行ったとの記述はありません。
Re: (スコア:0)
そら、小さくしたというプレスリリースだからじゃね。
Re: (スコア:0)
電波式時計、GPS時計の代替よりも、通信・航法・暗号関連の分野への影響大です
個人レベルでは変える値段では無くても、世の中の進歩に寄与する技術です
Re: (スコア:0)
暗号に時計の精度ってどう関係するの？
Re: (スコア:0)
ワンタイムパッドの同期に使えるがな
(使い捨てパスワードジェネレータ)
Re: (スコア:0)
それはいまの水晶発振器の精度で十分だろうｗ
それに、それ暗号の話じゃないよねｗ
Re: (スコア:0)
ワンタイムパッドを応用して完全乱数の代わりに、擬似乱数列生成機の対を使った暗号化。
Re: (スコア:0)
原子時計では自分の位置は分からないので、電波時計はともかくGPS時計の代わりにはならないのでは？
むしろGPS時計に原子時計も積むことでよりGPSの精度を上げる (位置を得るのに必要なGPS衛星の数が1つ少なくて済む) 効果の方が期待できるかも。
Re:電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
私も gpx を画面上に表示出来る時計を持ってますが、文字盤のある GPS対応時計は、GPS から時刻をもらってるだけでして。
https://ja.wikipedia.org/wiki/GPS%E8%85%95%E6%99%82%E8%A8%88 [wikipedia.org]
ここの解説で言う下のですね。
Re:電波式、GPS時計の終わり？ (スコア:1)
三次元上の位置を把握するには確かに3つ必要だけど、純粋なGPSはさらに正確な時刻を得る必要があって、4つ衛星が見えないと駄目なんですね。
それが1個減って3つで計測できるようになるという話。
実際には携帯基地局を使う補正方式とか色々あるんで単純ではないかと。
で、その地上補正と正確な時刻同期、さらに場所が地上であると前提にすると、2衛星あれば位置とれるような。
Re: (スコア:0)
NTPってネットに接続できてるか判断するのに使うんじゃないの？ [it.srad.jp]
CASIOかSEIKOか (スコア:1)
どっちが先に積むのだろう。
Re: (スコア:0)
The Cesium 133 ( https://hardware.srad.jp/story/14/04/18/043219/ [hardware.srad.jp] )よりももっと小型で、
普通の腕時計と同じぐらいのサイズのものが出来るようになるのかな。
原子時計が身近な時代 (スコア:1)
原子時計っていうとバカでかいのを想像するけど、今は小さく、またかなり身近になってる。
「従来の小型原子時計は数cm四方ほどのサイズ」ってある方は電子工作してる人なら使ってる人も多いdigi-keyに開発ボード（1000ドル） [digikey.jp]があったり、それを使って作った人の動画 [youtube.com]があったり・・・
今回のはいくらぐらいになるんでしょ。
＃でも作るならまだgps時計が安く簡単
Re: (スコア:0)
原子時計をクロック源にすれば音質が良くなるという妄想を抱いているオーディオマニアの不思議
Re: (スコア:0)
それを理解できていない人がいることがさらに不思議ですな
Re: (スコア:0)
原子時計だけじゃなく、GPSの同期したクロックもそうだけど、
位相ノイズが多くて、RFにはそのままでは使えないことが多い。
DACに使ってもあまり意味がないかも。
Re: (スコア:0)
位相雑音なんて音質に関係ないです
そもそも今時のオーバーサンプリングDACに使って聴感上の有意差が出るほど特性の悪い水晶発振器なんて売ってません
スペアナの測定結果を目で見て音質に違いがあるという脳内妄想を膨らませてるだけです
閃いた (スコア:1)
これをBBルーターに積めば、インターネット疎通確認の為にNTPサーバーにDDOS攻撃しなくても良くなるんじゃね？
Re: (スコア:0)
インターネット疎通確認の為って自分で言っちゃってるじゃねーか
量産はどこのメーカー？ (スコア:0)
サンプルがもらえるメーカーがいいな。
Re: (スコア:0)
代理店経由ならサンプルぐらいタダでもらえるでしょ。
個人でもとなるとメーカーが限られてきますが・・・
時を支配するNICT (スコア:0)
勝手にログインしてもOKのお墨付きももらい、一体何を目指しているのか。
時計と発振器は違います (スコア:0)
原子時計と言ってはいますが、実際には高精度な発振器です
いわゆる時計は言ってみればカウンタです
この違い、時々誤解してる人が居るので・・・
Re: (スコア:0)
水晶時計、振り子時計、ってのと同じ文脈でしょ。
原子時計で問題無いと思うが。
Re: (スコア:0)
？ 振り子だけで振り子時計とは言わなし、水晶発振器だけで水晶時計とは言わないので、
原子発振器だけで原子時計とか言うのは変じゃないかという指摘のように見えるけど。
Re: (スコア:0)
少なくともこのストーリーではそういう混同をしている人はいないからでしょ。
どちらかというと、電波時計とか純粋なカウンタではない時計も存在するのに時計はカウンタと言い切っている#3350528の方がおかしい。
Re: (スコア:0)
いやあ、どっちも時計でいいとおもうよ
朝、6 o'clockを教えてくれるのもタイマー
7μ秒を教えてくれるのもタイマー
まー、たい し て たいしタマー(モンダー) ...
クロック源と時刻源 (スコア:0)
見ているとやはり勘違いしている人が多いな。
正確な時計には一般に
・クロック源
・時刻源(および時刻補正源)
の二つが必要となる。GPS とか NTP とか電波時計とかは全て時刻源の方。
一方で今回の原子「時計」というのは水晶発振器など同じクロック源の方。
ある時点の正確な時刻を時刻源から入手して、そこからどれだけ経過した
か正確な時間をクロック源を使って計測し、合わせることで現在の正確な
時刻がわかる。
クロック源には原理的に回避不能の環境誤差や、工業的な精度に由来する
個体差などが存在する場合があるが、それの補正についても時刻源を利用
することができる。
だから今回のは GPS や NTP の代替にはならない。逆にNTPは仕組上クロッ
ク源にはなりえないし、GPSは 6秒に一回くらいしか来ないし、電波時計
も更新1分ごとで、全情報は1時間に2回しかこないこないのでクロック源に
はなりえない。
Re: (スコア:0)
#3350691です
あんた野暮だよ、すべての人を啓もうするという試みは。
あなたが危惧する流れのツリーはほっといて雑談を二者同時に進行させりゃあ雑談サイトとしては望ましいのではないかな
スラド だし
オーディオマニアがアップを始めたようです (スコア:0)
彼らはp secレベルの揺らぎを聞き分ける事が出来流らしい