UTC (協定世界時)
きょうていせかいじ
UTC (Coordinated Universal Time) は原子時計に基づく国際標準時で、世界中のタイムゾーンの基準となる時刻体系です。
原子時計
げんしどけい
定義
原子時計は、原子の電子状態間の遷移に伴う電磁波の周波数を基準として時間を計測する装置です。この周波数は原子そのものの性質で決まるため、同じ設計で作られた時計はどこに置いても同一の普遍的な基準を再現できます。ただし重力や磁場・電場、運動、温度、周囲からの熱放射によって周波数はわずかにずれるため、実際の運用ではそのずれを測って補正します。1967 年以降、「1 秒」はセシウム 133 原子の遷移周波数 (9,192,631,770 Hz) で定義されています。
主な種類
セシウム原子時計: 最も広く使われる標準。セシウム噴水時計は 3 億年に 1 秒の精度。ルビジウム原子時計: 小型・安価で GPS 衛星に搭載 (同じ衛星にセシウム原子時計も併載)。精度はセシウムに劣るが短期安定性に優れる。水素メーザー: 短期安定性が最高。VLBI 観測や深宇宙通信で使用。光格子時計: 次世代の超精密時計。300 億年に 1 秒の精度を実現し、秒の再定義の候補。
応用分野
原子時計は GPS 衛星測位 (各衛星に搭載)、通信ネットワークの同期、金融取引のタイムスタンプ、科学実験の精密計測など、現代社会の基盤を支えています。光格子時計の精度が実用化されれば、重力ポテンシャルの微小な差を検出する「相対論的測地学」が可能になり、地下資源探査や火山活動監視への応用が期待されています。
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