世界でいちばん正確な１秒！

　皆さんが持っているクオーツ時計は、水晶の振動を利用して1秒を測っています。たとえば水晶振動子が32,768回振動すると1秒、といった具合です。一般的なクオーツ時計の精度は、6桁～7桁程度。これは、100万秒から1000万秒につき１秒ずれる、という意味です。かなり高精度のように見えますが、100万秒はたったの11日半でしかありません。クオーツの中でも最高のものは、10桁の精度がありますが、これを使って時計を作ったとしても、100年に１秒程度ずれてしまいます。

　ずれた時間は、正確な時間に合わせなくてはなりません。その正確な時間の基準を決めているのが、原子時計なのです。

　すべての原子は、固有の共鳴周波数を持っています。原子は、この共鳴周波数のマイクロ波だけを吸収したり放出したりします。

　1秒の基準となっているセシウムの共鳴周波数は、9,192,631,770Hz。この周波数にぴったり合ったマイクロ波を浴びたときだけ、セシウム原子のエネルギー状態がわずかながら高くなります（「励起」と呼びます）。共鳴周波数は一定不変ですから、励起しない場合は、周波数が間違っているということになります。言い換えれば、セシウム原子が励起したなら、そのマイクロ波の周波数は9,192,631,770Hzである、と証明できるのです。

　周波数が9,192,631,770Hzなら、その周期は9,192,631,770分の1秒です。当然、周期の9,192,631,770倍の時間が、1秒になります。

　つまり原子時計とは、マイクロ波の周波数を確認することで、1秒の長さを決めるものなのです。原子時計というのも実は通称で、正式名称は「原子周波数標準器」といいます。ですから、原子時計には文字盤が必要ありません。

　原子時計は、周波数を確認して、クオーツ時計の水晶発振器にフィードバックし、安定化させるためのものなのです。原子時計は、テレビ局やラジオ局、NTT、携帯電話の基地局、GPSの衛星など、正確な時間や周波数を必要とする、さまざまな場所で使われています。

　これらの原子時計、すなわち「原子周波数標準器」は、12桁から13桁の高精度を実現しています。1万年から10万年に1秒のずれです。

　しかし、これらの「原子周波数標準器」もチェックを受けています。チェックしているのは、「1次周波数標準器」と呼ばれる、世界に数台しか存在しない、より高精度な原子時計です。

　産総研が開発した原子時計「JF-1」は、その1台なのです。