セシウム原子時計が「腕時計」に! 1000年で誤差1秒、ある意味世界最高の腕時計 The Cesium 133(ザ・セシウム133)

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The Cesium 133(ザ・セシウム133)は腕時計です。普通の腕時計と違うのは、セシウム133原子を使った原子時計であることです。

セシウム133原子時計とは何かというと、時刻が非常に正確な時計です。国際的な1秒の厳密な定義もセシウム133原子時計を使って決められています。それぐらい正確な時計です。

FOCS-1

この写真はFOCS 1というスイスにあるセシウム原子時計です。でかいですね。セシウムにレーザーを当てて測定して・・というややこしいことをしているので、サイズが大きいです。(仕組みは後述)

caesium

こちらはThe Cesium 133(ザ・セシウム133)です。普通に作ると大きい原子時計をこのぐらいの大きさに詰め込んだ、ということです。確かにすごい。それでも腕時計としては異様なゴツさですw

試作品が動いている動画。確かに秒針が動いています。

このセシウム時計、その精度はなんと1000年間で1秒の誤差です。1000年間動かして1秒ずれるだけです。もっとも1000年先、地球や人類はどうなってるか不明ですがw

もちろんこれには何の調整も不要ですし、電波時計のように地下だと使えないということもありません。核シェルター内でも正確に時間を計れます。こと正確さという点では、この腕時計は世界最高でしょう。

まあ、殆どの人にとってはどうでもいいですねw

なお、60万円出資すると1つもらえたのですが、10個全部売り切れになってしまいました。好きな人はこういうのが好きなのでしょうね。まさに時計沼です。

セシウム原子時計

symmetricom

セシウム原子時計はどういう仕組みになっているのでしょうか。以下、解説です。

まずセシウム原子を加熱してガスにします。このガスに周波数9,192,631,770ヘルツ(1秒間の振動回数)の電磁波(マイクロ波)を当てます。そうするとセシウム原子がエネルギーを受け取り、エネルギーが充填された状態になります(励起状態と言います)。

励起状態になったあと、セシウム原子が溜め込んでいるエネルギーを電磁波として放出します。この電磁波を観測します。

もしセシウムに当てた電磁波の周波数が正確に9,192,631,770ヘルツならば、セシウムが強い電磁波を出します。

もし周波数がずれていると、励起するセシウム原子が減り、電磁波を放出するセシウムの原子の数も減ります。そうすると観測できる電磁波も弱くなります。

出てくる電磁場がもっとも強くなるように周波数を調整することで、正確に9,192,631,770ヘルツの電磁波を作ることができます。

正確な周波数の電磁波を観測する

最後に、できあがった正確な周波数の電磁波を観測します。この電磁波は、1秒間に9,192,631,770回あがったり下がったりしています。ということは、波の上下を9,192,631,770回カウントすれば、「正確に1秒」経過したということがわかります。

非常に回りくどい方法ですね。その代わり正確ですが・・。

USB出力つき

なおここで使っているセシウムは放射線を出さないセシウムです。セシウムは放射線を出すものと出さないものがあります。例えば水素もそうです。

RS-232とUSB出力がついていて、他の時計の時刻合わせを行えます。まあ普通は電波で合わせればいいのですが・・。戦争になったら時報電波が妨害されるかもしれないですね。

2014/5/10まで出資募集中ですが、既に目標額を達成しました。
https://www.kickstarter.com/projects/846511652/the-worlds-first-true-atomic-wristwatch-the-cesium

【参考】Kickstarterで支援時、必ず知っておくべきこと


2コメント
  1. 三日坊主の音楽家
    • 管理人

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