“光格子钟表”发明的香取秀俊实现了本田奖原子钟1000倍的超高精度2022.10.14 本田财团(石田宽人理事长)决定将2022年的本田奖授予发明了超高精度“光格子钟表”的东京大学研究生院工学系研究科教授香取秀俊(理化学研究所聘请主任研究员)。 目前，时间单位“秒”是原子钟的国际定义，但据说光格子钟的精度比原子钟高1000倍。 被认为将来会被用于秒的定义，期待其在社会的各个领域的运用。 颁奖的理由是“是发明了利用光格子中捕获的多个原子制作高精度时间基准的光格子钟表方法的成果”。 授予仪式将于11月17日在东京都内召开，颁发奖牌、奖状和副奖1000万日元。 香取秀俊先生(本田财团提供) 古人根据太阳和月亮的运动来识别季节的变化，但16世纪意大利的伽利略·伽利略发现了钟摆会以一定的周期摆动。 在这个发现的基础上，荷兰的克里斯蒂安·惠更斯设计了钟摆。 之后，使用发条的机械表和利用水晶振动的石英表应运而生，并得到普及。 20世纪后半叶出现了以原子振动频率为基准的原子钟，1967年质量数为133的铯原子钟成为了定义1秒的国际标准。 原子在变为能量不同的状态时，以特定的频率吸收、释放电波和光。 原子钟把这个电波和光的频率像振子一样看作时间的基准。 与此相对，光格子钟表利用锶原子。 使被命名为“魔法波长”的特定波长的激光发生干涉，形成类似鸡蛋容器形状的名为“光格子”的微小空间，将约100万个原子逐一封闭在其中。 在不发生原子之间相互作用的同时，用激光照射约100万个原子，精密地平均测量吸收的光的振动频率(共振频率)，决定1秒的长度。 香取于2001年提出，受到国际关注。 像鸡蛋容器一样的微小空间“光格子”的示意图(香取秀俊先生/本田财团提供) 原子钟可以测量到“15位的精度”，也就是“10的负15次方秒”，而光格子钟可以进行“18位的精度”的时间测量。 偏移1秒需要比300亿年的宇宙年龄长得多的难以想象的时间，是人类感觉中实际上没有误差的超高精度。 香取等人的研究小组开发了将放置在实验室的光学装置和控制装置小型化集成的2台便携式光格子钟表。 2019年3月到4月，设置在东京天空树(东京都墨田区)的展望台和地上层两处。 根据测量，展望台的时间比地面每天快约10亿分之4秒，“根据广义相对论测量高低差，确认了光格子钟表的性能”的论文于2020年4月在英国科学杂志上发表。 用于验证广义相对论的2台便携式光格子钟表(由科学技术振兴机构新闻发布会提供，香取秀俊/该机构提供) 该成果显示了光格子钟表在社会上有广泛使用的可能性，香取先生之后也致力于小型化、坚固化和实用化，以超越以往钟表的常识的应用为目标，比如通过用光纤连接光格子钟表的“光格子钟表网络”监视地壳变动和火山活动等。
香取说:“光格子钟是20年前由物理好奇心引发的想法，在包括同事、学生在内的众多研究者的协助下得以实现。 今后也想致力于研究和开发，使光格子钟表成为对自然科学和未来社会有用的方法”。
香取出生于1964年9月27日。 88年毕业于东京大学工学部物理工学系。 曾任该大学工学部助手、德国马克斯·普朗克量子光学研究所客座研究员等职，2005年任东京大学研究生院工学系研究科副教授，10年起任该教授。 同时，同年至16年科学技术振兴机构( JST )战略性创造研究推进事业ERATO香取创造时空项目研究综述，18年至JST未来社会创造事业大规模项目型“利用云光格子钟表构筑时空信息基础”计划经理。 从14年开始担任理化学研究所香取量子测量研究室聘任主任研究员。 相关链接 |
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