最近では、研究者らも分子時計の開発の可能性を模索している。これらのシステム
「私たちの最近の仕事は、何年にもわたる努力の結果ですいわゆる分子時計を作成するための取り組みです」と、研究者の1人であり、新しい研究の著者であるTanya Zelevinskyは、Phys.orgとのインタビューで述べています. 「私たちは、原子時計の精度が急速に進歩したことに触発されました。分子時計は、異なる「時を刻む」メカニズムに基づいているため、追加の現象に敏感である可能性があります。そのうちの 1 つは、自然界の基本的な定数は時間の経過とともにほとんど変化しないという考えです。もう 1 つの可能性は、非常に小さな物体間の重力が、より大きなスケールでの相互作用とは異なる可能性があることです。」
ゼレビンスキーと彼女が作った分子時計同僚は、スプリングで接続された 2 つの小さな球体に構造的に似ている二原子 Sr₂ 分子に基づいています。この時計は、特にこの分子の振動モードを正確な周波数基準として使用し、時間を追跡できるようにします。
原子に分解された超低温分子の画像は、研究者によって使用されました。写真：K.H.レオン
「私たちの時計にはレーザーを使用する必要があります。原子を絶対零度付近で冷却し、光トラップに保持することで分子を結合させ、高精度の「クロック」レーザーをそれらに向けて実際に測定を行います」と Zelevinsky 氏は説明します。 「分子時計の利点は、漂遊磁場または電場に対する感度が非常に低く、振動モードの自然寿命が非常に長いことです。」
Physical誌に掲載された研究ではReview X、Zelevinsky らは、分子時計の偏りを測定することにより、一連のテストで分子時計の精度を評価しました。彼らは、設計によって誤差の原因が大幅に最小化され、時計自体が 4.6×10−14 の総系統誤差を達成し、特に高い精度を示していることを発見しました。
励起光の波長 (色で示される) に応じた時計の共振位置のわずかなずれが、振動時計の精度を制限します。写真：K.H.レオン
振動分子時計の誕生研究者グループによって、テラヘルツ周波数アプリケーションの標準になるだけでなく、分子分光法のための新しいツールを作成するための基礎になる可能性があります。その設計は、Sr₂ 分子を別の同位体バリアント (異なる質量) に置き換えることによっても変更できます。
「将来的には、分子を応用したいと考えています。最高の精度で分子構造を理解し、ナノメートルスケールで非ニュートン重力の可能性のある兆候を研究することに注意してください」と Zelevinsky は結論付けています。
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表紙写真：アレックス・バーガー