1: 名無しさん 2016/08/16(火) 12:10:07.49 ID:CAP_USER
共同発表:超高精度の「光格子時計」で標高差の測定に成功~火山活動の監視など、時計の常識を超える新たな応用に期待~
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160816/index.html
ポイント
約15キロメートル離れた2地点の光格子時計を光ファイバーでつないで直接比較した。
重力の違いによる時計の周波数の差を測定し、センチメートルレベルの高精度で標高差を計測することに成功した。
水準測量に相当する高精度な標高差の計測や地殻変動の監視、潮汐変化の観測など、従来の時計の用途を超えた応用が期待される。
JST 戦略的創造研究推進事業および文部科学省 光・量子科学研究拠点形成に向けた基盤技術開発事業において、東京大学 大学院工学系研究科の香取 秀俊 教授(理化学研究所 香取量子計測研究室 主任研究員、光量子工学研究領域 時空間エンジニアリング研究チーム チームリーダー)、国土地理院の研究グループは、直線距離で約15キロメートル離れた東京大学(東京都文京区)と理化学研究所(埼玉県和光市)に光格子時計注1)を設置し、2台の時計の相対論注2)的な時間の遅れを高精度に測定することで、2地点間の標高差を5センチメートルの精度で測定することに成功しました。
光格子時計は、香取教授が考案した高精度な原子時計で、次世代の「秒」の定義の有力候補として世界中で研究されています。「秒」の定義に求められる時計の「再現性」を担保するためには、その時計の「振り子の振動数」を他の研究機関に伝送し、複数の研究機関で「振り子の振動数」の同一性を検証することが重要です。一方、アインシュタインの一般相対性理論によれば、異なる高さに置かれた2台の時計を比較すると、低い方の時計は地球重力の影響を大きく受け、ゆっくりと時を刻みます。この結果、超高精度な時計の遠隔比較では、時計の再現性の確認にとどまらず、従来の時計の概念を超える「相対論的な効果を使った標高差測定(相対論的測地)」という応用を拓きます。
本研究グループは、先行して開発した「低温動作ストロンチウム光格子時計」を東大に1台、理研に2台設置して光ファイバーでつなぎ、遠隔地比較を行いました。同じ高さに置かれた理研の2台の光格子時計の振り子は1×10-18で振動数が一致しました。一方、東大の時計の振り子は理研よりも1,652.9×10-18だけゆっくり振動し、これから2地点の標高差1,516センチメートルが算出されました。この「相対論的測地」の結果は、国土地理院が行った水準測量注3)と5センチメートルの誤差範囲内で一致し、世界で初めて遠隔地時計比較によるセンチメートルレベルの標高差計測に成功しました。
水準測量では、短区間の測定を繰り返して測量するため、長距離では誤差が累積しますが、時計比較の精度注4)は距離が長くなっても累積誤差は生じません。論文では、各地に設置した光格子時計が、将来、新たな高さ基準「量子水準点」を形成し、それらをネットワーク化する「時計のインターネット」の手法を提案しています。これにより、火山活動による地殻の上下変動の監視や、GNSS(全球測位衛星システム)と補完的に利用できる超高精度な標高差計測システムの確立など、安全・安心に向けた社会基盤への実装も期待されます。
本研究は、内閣府 最先端研究開発支援プログラムの一部支援を受けて行われました。本成果は、2016年8月15日(英国時間)発行の英国科学誌「Nature Photonics」オンライン版に掲載されます。
(以下略)
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160816/index.html
ポイント
約15キロメートル離れた2地点の光格子時計を光ファイバーでつないで直接比較した。
重力の違いによる時計の周波数の差を測定し、センチメートルレベルの高精度で標高差を計測することに成功した。
水準測量に相当する高精度な標高差の計測や地殻変動の監視、潮汐変化の観測など、従来の時計の用途を超えた応用が期待される。
JST 戦略的創造研究推進事業および文部科学省 光・量子科学研究拠点形成に向けた基盤技術開発事業において、東京大学 大学院工学系研究科の香取 秀俊 教授(理化学研究所 香取量子計測研究室 主任研究員、光量子工学研究領域 時空間エンジニアリング研究チーム チームリーダー)、国土地理院の研究グループは、直線距離で約15キロメートル離れた東京大学(東京都文京区)と理化学研究所(埼玉県和光市)に光格子時計注1)を設置し、2台の時計の相対論注2)的な時間の遅れを高精度に測定することで、2地点間の標高差を5センチメートルの精度で測定することに成功しました。
光格子時計は、香取教授が考案した高精度な原子時計で、次世代の「秒」の定義の有力候補として世界中で研究されています。「秒」の定義に求められる時計の「再現性」を担保するためには、その時計の「振り子の振動数」を他の研究機関に伝送し、複数の研究機関で「振り子の振動数」の同一性を検証することが重要です。一方、アインシュタインの一般相対性理論によれば、異なる高さに置かれた2台の時計を比較すると、低い方の時計は地球重力の影響を大きく受け、ゆっくりと時を刻みます。この結果、超高精度な時計の遠隔比較では、時計の再現性の確認にとどまらず、従来の時計の概念を超える「相対論的な効果を使った標高差測定(相対論的測地)」という応用を拓きます。
本研究グループは、先行して開発した「低温動作ストロンチウム光格子時計」を東大に1台、理研に2台設置して光ファイバーでつなぎ、遠隔地比較を行いました。同じ高さに置かれた理研の2台の光格子時計の振り子は1×10-18で振動数が一致しました。一方、東大の時計の振り子は理研よりも1,652.9×10-18だけゆっくり振動し、これから2地点の標高差1,516センチメートルが算出されました。この「相対論的測地」の結果は、国土地理院が行った水準測量注3)と5センチメートルの誤差範囲内で一致し、世界で初めて遠隔地時計比較によるセンチメートルレベルの標高差計測に成功しました。
水準測量では、短区間の測定を繰り返して測量するため、長距離では誤差が累積しますが、時計比較の精度注4)は距離が長くなっても累積誤差は生じません。論文では、各地に設置した光格子時計が、将来、新たな高さ基準「量子水準点」を形成し、それらをネットワーク化する「時計のインターネット」の手法を提案しています。これにより、火山活動による地殻の上下変動の監視や、GNSS(全球測位衛星システム)と補完的に利用できる超高精度な標高差計測システムの確立など、安全・安心に向けた社会基盤への実装も期待されます。
本研究は、内閣府 最先端研究開発支援プログラムの一部支援を受けて行われました。本成果は、2016年8月15日(英国時間)発行の英国科学誌「Nature Photonics」オンライン版に掲載されます。
(以下略)
3: 名無しさん 2016/08/16(火) 12:21:47.39 ID:zccBG8ew
レーザー光を創るのに莫大なエネルギーを消費するのなら
クォーツ時計に電波式を採用すれば、コスト減になり、電力などの消費を抑えられる
無意味な実験に莫大な研究費用が費やされた
本件に関わった人達は、業界永久追放とする
クォーツ時計に電波式を採用すれば、コスト減になり、電力などの消費を抑えられる
無意味な実験に莫大な研究費用が費やされた
本件に関わった人達は、業界永久追放とする
4: 名無しさん 2016/08/16(火) 12:45:45.11 ID:cA/u9+o7
今はGPSとか気圧とかで概算する以外の高精度測定法って有るの?
無いなら良さ気じゃない?
無いなら良さ気じゃない?
5: 名無しさん 2016/08/16(火) 12:56:30.47 ID:fG1I1fL5
これは150億年に一秒しか狂わない
つまりビックバンから数えても、一秒未満の精度
つまりビックバンから数えても、一秒未満の精度
8: 名無しさん 2016/08/16(火) 13:38:32.70 ID:Leg1gCeu
>>1
水準測量に相当する高精度な標高差の計測や地殻変動の監視、
潮汐変化の観測など、従来の時計の用途を超えた応用が ”期待される”
「期待される」という表現は どんな将来性のない研究にも使える
便利な言葉。実際に”地殻変動の監視”などに役に立ってから言おうな
標高1cm で わずか 1×10-18/秒 の無視できるレベル差。
http://www.geod.jpn.org/web-text/part3_2005/tsuji/tsuji-2.html
人工衛星のような はるかに高い位置にある時計ですら 大気等の影響で
相対論の時間の差なんて埋もれてしまっているのに 5cm程度の高度差って・
水準測量に相当する高精度な標高差の計測や地殻変動の監視、
潮汐変化の観測など、従来の時計の用途を超えた応用が ”期待される”
「期待される」という表現は どんな将来性のない研究にも使える
便利な言葉。実際に”地殻変動の監視”などに役に立ってから言おうな
標高1cm で わずか 1×10-18/秒 の無視できるレベル差。
http://www.geod.jpn.org/web-text/part3_2005/tsuji/tsuji-2.html
人工衛星のような はるかに高い位置にある時計ですら 大気等の影響で
相対論の時間の差なんて埋もれてしまっているのに 5cm程度の高度差って・
9: 名無しさん 2016/08/16(火) 13:51:31.59 ID:XSUlqrud
せめてミリ単位にしてもらいたい
10: 名無しさん 2016/08/16(火) 15:02:00.75 ID:aLBa2/Z+
すげえな。
これ何年か前から云われてたけど、いよいよ実用化が見えてきたんだな~。
この分野では日本がトップランナーでしょ。
これ何年か前から云われてたけど、いよいよ実用化が見えてきたんだな~。
この分野では日本がトップランナーでしょ。
11: 名無しさん 2016/08/16(火) 15:03:57.25 ID:KwLgGY2z
秒の定義だけじゃないんだ
13: 名無しさん 2016/08/16(火) 15:20:03.49 ID:BBaoMDtJ
>>11
メートルの定義が秒の定義を前提にしているので、
秒の精度が上がることはメートルの精度が上がることに等しい
メートルの定義が秒の定義を前提にしているので、
秒の精度が上がることはメートルの精度が上がることに等しい
14: 名無しさん 2016/08/16(火) 15:32:48.38 ID:GgHi/rzv
宇宙や素粒子関連のスレに時々、疑似科学系の人が湧いて「相対論は間違っている」と
長々と力説することがあるけど、この光格子時計の応用例でさらに論破しやすくなるかも
GPSだけでなく直感的に‘判りやすい’一般相対論の実例になると思う
長々と力説することがあるけど、この光格子時計の応用例でさらに論破しやすくなるかも
GPSだけでなく直感的に‘判りやすい’一般相対論の実例になると思う
15: 名無しさん 2016/08/16(火) 15:46:12.31 ID:UX+mpcww
>>1
この技術すごすぎる
まさか相対論効果の測定ではなく、逆に相対論的な時間の進み方の違いから高度を測定するとは!
それほどの精度って一体何だろう
この技術すごすぎる
まさか相対論効果の測定ではなく、逆に相対論的な時間の進み方の違いから高度を測定するとは!
それほどの精度って一体何だろう
16: 名無しさん 2016/08/16(火) 15:54:26.39 ID:lpHEXvPz
これノーベル賞確実だね
地図の精度がめっちゃ上がって地震予知にも繋がるし。
地図の精度がめっちゃ上がって地震予知にも繋がるし。
17: 名無しさん 2016/08/16(火) 16:18:33.59 ID:pmZDPWGS
>>1
てか、重力も高度によって一定じゃないだろ?
てか、重力も高度によって一定じゃないだろ?
18: 名無しさん 2016/08/16(火) 16:45:32.42 ID:xHhyPQ6P
長距離の光ファイバーも途中のいろいろな重力の変化で光の飛び具合(?)が
変わってしまい正しく測定できないのでは?
変わってしまい正しく測定できないのでは?
19: 名無しさん 2016/08/16(火) 17:32:44.77 ID:WNh9lPZz
この観測技術使えばあっという間に精巧な地形データ作れるってことか
引用元: ・【測定技術】超高精度の「光格子時計」で標高差の測定に成功 火山活動の監視など、時計の常識を超える新たな応用に期待
本スレ>>3みたいな蓮舫民こそ永久追放だわ
基礎研究分野で地道な研究があるから良い応用技術の製品が出てくるってのにね(´・ω・`)
地震予測もだけど土砂崩れの予測に使えたら台風被害でタヒぬ人少なくなりそう。
山造成するのにも使えそうだし消費税でうだうだするなら災害対策事業で第n次日本改造計画しないかな?