水銀光格子時計の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

2014年度には（１）これまでに開発した水銀（Hg）光格子時計の系統不確かさの評価と、（２）Sr光格子時計との周波数比較による周波数比の測定を行った。（１）Hg光格子時計に系統不確かさを与えうる種々の要因についてそれぞれの不確かさを評価し、合計で17桁の不確かさに到達したことを示した。これにより、Hg光格子時計が、現在15桁程度の不確かさで運用されているSI秒の精度を大きく上回る性能であることを実験的に示した。これは先行研究と比較して2桁近い不確かさの低減を実現するとともに、Hg光格子時計が次世代時間標準の候補として有力な系であることを示したものである。（２）現行のSI秒の精度ではHg光格子時計の周波数をHg光格子時計の不確かさで記述することができない。このため、既に18桁の不確かさで系統不確かさが評価されたSr光格子時計の周波数を参照した、HgとSr光格子時計の周波数比の測定を行った。周波数比は3ヶ月の期間を置いた複数回の測定において17桁の不確かさの範囲内で一致し、２つの時計の極めて高い再現性を示した。また、本測定結果より2つの時計の周波数比を17桁の不確かさで決定した。これは、光格子時計の周波数（あるいは周波数比）を17桁の不確かさで測定した初めての結果である。今後は他の研究機関でも、現行のCs原子時計よりも不確かさが小さい光格子時計間の周波数比の測定による時計遷移周波数の再現性の検証や微細構造定数の恒常性の検証への応用が展開されることが期待されており、本研究はその端緒となるものと考えている。