요코하마 국립대학과 산업기술종합연구소 고바야시 타쿠미 연구원들의 연구그룹은 공동으로 장기 운전할 수 있는 이테르븀 광격자 시계를 개발했다.장래의 국제 원자시의 정밀도 향상에의 공헌이 기대된다.
시간의 단위인 「초」는, 현재 세슘 원자의 어느 준위간의 천이에 공명하는 마이크로파의 주파수를 이용하여 정의되고 있지만, 최근, 더욱 고정밀도의 광격자 시계(광을 이용하는 원자 시계)가 주목받고 있습니다.또 최근의 미터조약 관련 회의에서 초의 재정의를 위한 요구 정밀도 등의 조건의 하나로서 광시계에 의한 국제 원자시의 정밀도 향상을 꼽았다.현재 장기 운전 가능한 광시계로서 스트론튬 광격자 시계의 연구가 선행되고 있지만, 고정밀도화에 이점이 많은 이테르븀 광격자 시계의 개발도 전세계에서 이루어지고 있다.
광 격자 시계는 다수의 레이저 광원을 이용하는 복잡한 장치이기 때문에, 시계의 동작을 위해서는 모든 레이저 주파수를 정밀하게 제어할 필요가 있다.이번 연구 그룹은 모든 레이저 광원을 「광주파수 콤」(초단광 펄스 레이저로부터 출력되는, 광대역에서 빗상(comb, 콤)의 스펙트럼을 가지는 빛)으로 제어하는 새로운 시스템을 구축해, 이테르븀 광격자 시계의 안정된 동작을 실현했다.
개발한 이테르븀 광 격자 시계를 몇 개월의 실험 기간 내에 정기적으로 운전했는데, 적산 운전 시간은 60시간 이상이 되어, 장래, 국제 원자시의 정밀도 향상에 공헌할 수 있는 능력이 있는 것으로 나타났다.또, 오차 평가를 실시한 결과, 주파수의 상대적인 오차는 9000만년에 1초 정도인 것이 확인되었다.
앞으로는 이테르븀 광 격자 시계의 안정성과 신뢰성을 더욱 향상시켜 표준기로서의 완성도를 높여 국제 원자시에의 공헌을 목표로 하고 있다.
