싱가포르 원자시계, 정확도 신기록 수립

싱가포르국립대학교 연구진이 2,600억 년 동안 1초도 늦어지지 않는 수준의 정확도를 갖춘 원자시계를 제작했다고 밝혔다. 희토류 금속인 루테튬을 이용한 이 실험실 장치는 기존 최고 성능의 시계보다 정확도가 4배 높다.

성능을 검증하기 위해 연구진은 200시간 동안 두 루테튬 시계를 측정해 비교했다. 두 시계의 시간 신호는 19번째 자릿수까지 일치했으며, 연구진은 이를 지금까지 가장 정밀한 시계 비교 결과라고 설명했다. 이러한 일치는 연구진이 추정한 정확도를 검증하는 중요한 근거가 된다.

각 시계는 전하를 띤 루테튬 원자 하나를 사용한다. 원자 내 전자 하나의 에너지 준위가 바뀌도록 레이저 주파수를 조정하면, 빛의 진동이 시계의 시간 신호가 된다.

루테튬은 원자시계에 쓰이는 일부 다른 물질보다 온도와 자기장 변화에 훨씬 덜 민감하다. 이 장치는 상온에서도 작동하며, 상용 레이저 기술을 사용한다.

이번 성과는 10년이 넘는 연구 끝에 나왔다. 이처럼 높은 정밀도는 지구 중력의 변화를 더 정확하게 측정하고, 향후 초의 정의를 새로 정립하는 데 토대가 될 수 있다. 연구진은 시계를 더 작게 만들어 궁극적으로 실험실 밖에서도 활용하기를 기대하고 있다.