【エンタメCOBS】時間の定義　～1秒の長さを決める～

実は、このセシウムこそが、現在の世界の時間を定めているのです。

と言っても、原発事故で有名になったのは、セシウム137原子という放射性セシウムを指していますが、世界の時間を決めているのは、その同位体であるセシウム133原子です。なお、同位体とは、同じ元素の原子で、原子核の中性子数(＝原子の質量)が異なるもののことを言います。

このセシウム133原子を使い、現在の1秒の定義は「セシウム133の原子の基底(きてい)状態の2つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の91億9263万1770倍の継続時間である」と定められています。

何を言っているのかよく分からないので、もう少しかみ砕いて説明しましょう。

原子には、特定の周波数のマイクロ波を当てたときだけ反応する性質があり、その周波数を「共鳴周波数」と呼びます。なお、セシウム133原子の場合は、この共鳴周波数が91億9263万1770Hzであることが分かっています。

また、原子にはエネルギーが低い「基底(きてい)状態」と、エネルギーが高い「励起(れいき)状態」の2種類の状態があります。そして、基底状態の原子に、この共鳴周波数のマイクロ波を当てると、反応して励起状態に変化します。