상위문서: 시계 관련 정보
파일:Attachment/nist1-atomclock.jpg
원자의 고유진동주파수를 이용한 시계.
사진은 미국의 원자시계인 NIST-F1이며 은색관에 원자가 들어간다.
1 원리
원자는 들뜸과 바닥상태를 반복하는데, 외부작용이 없으면 이 주기는 고유하다. 따라서 이 현상을 이용하면 매우 정밀하게 시간을 잴수 있다.
수정발진기에서 나온 전파는 원자가 흡수하는데 이 때 전파의 주파수와 원자의 고유진동주파수가 일치할 때 흡수정도가 최대가 된다. 이때를 고유진동주파수로 정하고 이 때의 진동주기를 측정하면 시간을 측정할 수 있다.
2 정확도
최초의 원자시계인 암모니아-메이저 시계는 수만년에 1초의 오차를 나타냈으며 이는 점차 정밀한 원자시계의 개발로 오차가 나아졌다.
국제원자시를 구성하는 세슘 원자시계는 3000만년에 1초의 오차를 나타낸다. 루비듐 원자시계는 세슘 원자시계보다 정확성이 떨어지나 가격이 싸서 많이 사용되며, 수소 원자시계는 가장 정확하지만 지속성이 떨어지는 단점이 있다. 이들 원자들은 다른 원자들보다 진동이 일정하기 때문에 쓰이고 있다.
최근에는 이터븀-광격자시계(광시계) 등[1] 좀 더 정밀한 시계들이 개발[2]되고 있다.
3 세계 표준시
한국에서는 한국표준과학연구원이 3대의 세슘원자시계와 1대의 수소-메이저 원자시계가 설치되어 있으며 이 원자시계를 통해 대한민국 표준시를 정한다.
또한 이 원자시계는 인공위성의 상대성 이론에 의해 생기는 시간 오차를 조정하는데도 사용하고 있다. 그리고, GPS위성의 경우는 직접 원자시계가 탑재되어 있고, 위성간 상호 보정하는 방식으로 보정한다.
오랫동안 휴대용으로는 못 만들 것으로 보였으... 나, 2013년에는 회중시계 버전이 등장했고 #[3] 2014년에는 손목시계 버전이 킥스타터에 올라왔다. # 보면 알겠지만, 배터리도 심하게 빨리 닳고 무엇보다 손목시계 치고 크게 거추장스러워 보인다. 그냥 최초의 손목시계형 원자시계라는 게 의의일 듯? 다만 킥스타터 모금은 완성 버전이 못 나오는 경우도 있으니 나중에 진행 상황이 더 알려지면 추가바람.