超精密時計で標高差を測定 東大、火山監視など期待

2016/8/16 0:00
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東京大の香取秀俊教授らは160億年の間に1秒しかずれないという超精密な時計を使い、2つの地点の標高差を突き止める手法を開発した。標高によって異なる重力から生じるわずかな時間の差を捉え、東京と埼玉の15メートルの標高差を算出した。今後、時計を各地に置けば、火山活動などを監視できるようになると期待している。

超精密な「光格子時計」はレーザー光で空間をつくり、そこにストロンチウムの原子を閉じ込めて振動数を測り、1秒の長さを決める。現在のセシウム原子を使う標準時計より格段に精度が高い。一方、アインシュタインの相対性理論では、地球上の標高が低い場所ほど重力が大きく、時間の進み方が遅くなる。

今回は光格子時計を東大(東京・文京)と直線距離で15キロ離れた理化学研究所(埼玉県和光市)にそれぞれ設置。原子の振動数を3日間比べると、東大側がわずかに遅くなっていた。ずれを秒数に直すと0.4ナノ(ナノは10億分の1)秒で、標高差に換算すると東大が約15メートル低いという結果になった。実際の標高差とほぼ一致した。

火山活動でマグマが地下にたまると、近くの重力がわずかに変わる。香取教授は「光格子時計を各地に置いてネットワーク化すれば、災害対策に役立つ」と話す。

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