すべての時計は嘘をつく。彼らはそれを沈黙のうちに、ほぼ完璧ではあるが避けられない慎重さをもって行います。携帯電話での時間、オーブンでの時間、または手首に付けている時間のいずれであっても、それらはすべて、ほんのわずかな時間を失ったり得たりします。あっという間に過ぎていく数秒、過ぎていく数分。日常的には目立ったものはありませんが、不快な真実を思い出させるには十分です。 絶対的な精度で時間を測定することは実際には不可能です。。あるいは少なくともそうでした。
物理学者の潘建偉氏の指導のもと、中国科学技術大学で開発された新しい光時計は、この精度を想像もできない限界まで引き上げました。 約 300 億年の間に、損失または増加は 1 秒未満になります。 つまり、宇宙の年齢の2倍以上です。
なぜこれが異常なのかを理解するには、なぜ時計は時間を無駄にするのかという、より単純な質問から始める価値があります。答えは現実世界の物理学に関係しています。従来の時計は、最も先進的な時計であっても、振り子、水晶、原子の振動などの振動システムに依存しています。しかし、これらの振動はいずれも完全に安定しているわけではありません。 温度、外部振動、電磁場、さらには材料の小さな欠陥によっても偏差が生じます。 確かに小さな文字ですが、それは避けられません。
セシウムなどの原子の放射周波数を測定することによって第 2 の公式を定義する原子時計でさえ、誤差の範囲があります。そして GPS 衛星、電気通信ネットワーク、物理実験が極端な同期に依存している世界では、それらの間違いが問題になり始めます。
そこで光学式時計の出番です。これらのデバイスは、従来の原子時計のようにマイクロ波に依存するのではなく、はるかに高速に発振する可視光周波数を使用します。から行くようなものです メトロノームで秒を数えるのは、振動で秒を数えるよりも数千倍速くなります。基準が速いほど、精度が高くなります。
Jianweiチームが開発した時計 これは、光ネットワーク (一種の「光フィルター」) に閉じ込められたストロンチウム原子を使用し、そのエネルギー遷移を驚異的な精度で測定します。 その 2 つの重要なパラメーター、安定性と不確実性は、10 のオーダーのレベルに達しています。⁻¹⁹。でそして簡単に言うと、それは最も重要なものの一つですに安定したジャムに建てられました。
明らかに、その影響は時計製造をはるかに超えています。この精度の時計があれば、衛星ナビゲーション システムを改善し、通信をより安全にし、そして何よりも物理学の新たな境地を開拓することが可能になります。例えば、 地球の重力の微小な変化を検出できる可能性があり、これにより前例のない精度で惑星内部の地図を作成できるようになる、さらにはアルバート・アインシュタインの相対性理論などの基本理論をテストすることもできます。
実際、このレベルの精度では、時間はもはや均一ではなくなります。 1 メートルの高さに置かれた時計は、重力の影響で、地上の時計とはわずかに異なる速度で動くことがあります。 これは相対性理論によって予測される効果ですが、このように精度が極限に達した場合にのみ目に見えます。
そしておそらくそこに、この成果の最も魅力的な点があります。それは、より良い時計を作ることだけではなく、その時間、そのような概念を発見することです。 非常に安定しているため、実際には柔軟性があり、場所、速度、そしてそれを測定する私たちの能力に依存します。
なぜなら、楽器を調整すればするほど、時計の嘘が少なくなるわけではないという矛盾が明らかになるからです。事は 私たちは、時間は私たちが信じていたほど単純ではなかったということをますます理解しています。
