ウィーン大学の研究室で、物理学者たちが核時計の試作機を作り出した。これは初めて自力で安定性を維持できるものである。この装置はトリウム229原子核内の遷移を利用しており、予備的な評価によれば、最高の原子時計の精度を上回る可能性がある。
原子時計は電子の振動に依拠しており、外部磁場や温度に敏感である。これに対し核時計は原子核内部の遷移を扱い、そこでは粒子がほとんどの外部の影響から守られている。このため、潜在的に千倍も正確になり得る。
最大の革新は自己安定化の仕組みである。科学者たちは、原子核を励起するレーザーの周波数が「ずれ」始めると自動的に補正するフィードバックを組み込んだ。狂わないように自らぜんまいを巻き直す振り子を想像してほしい。新しいシステムはまさにそういうふうに働く。
このような安定性は新しい技術への道を開く。より正確な時計は、航法、ネットワークの同期、重力波の探査を改善するだろう。それらは自然の基本定数の検証や、標準模型を超える新しい物理の兆候の探索に役立つ。
現時点では試作機は実験室の条件下で動作しているが、数年後にはこの技術が小型チップへ移されることが期待されている。そうなれば核時計は、衛星や潜水艦、さらには究極の時間精度が求められる日常的な機器にも搭載され得る。
ウィーンでの発見は、原子核の量子特性が理論上のアイデアから実際に動く装置へと変わる様子を示している。次の一歩は、実環境での記録的な精度の検証と、時計に適した他の原子核の探索である。
