時間の単位である「秒」は、セシウム原子を基準として用いることで定義され、原子泉型セシウム原子時計により高精度に実現されています。近年、より高精度に1秒を実現する手法として「光格子時計」が注目されています。東京大学 香取教授により提案・実現された光格子時計は、すでにセシウム原子時計を超える性能が実証され、新たな秒の定義として期待されています。

本講演では、原子時計の動作原理から始め、光格子時計の肝をなるべく平易にご紹介致します。さらに、秒の再定義への展望、そして光格子時計の地質学への応用などに関してもご紹介致します。

国立研究開発法人産業技術総合研究所の計量標準総合センター（National Metrology Institute of Japan; NMIJ）では、人工物に頼る最後の基本単位であるキログラムの定義を改定するために、ドイツやイタリアなどの海外の計量標準研究機関（NMI）等と協力し、2004年からアボガドロ国際プロジェクトを開始しました。このプロジェクトでは、質量数28の珪素の同位体だけを濃縮した5 kgの単結晶を作製し、この結晶から得られた1 kgの球体に含まれる原子の数をX線結晶密度法によって正確に計測することによって、現在のキログラムの定義として用いられている国際キログラム原器の質量安定性を超える精度でアボガドロ定数を計測することに成功しました。2017年に科学技術データ委員会（CODATA）が実施した基礎物理定数の特別調整では、このプロジェクトで得られたアボガドロ定数などを用いて、キログラムの新しい定義として用いられるプランク定数の値が決定されました。さらに、この値を用いてキログラムの定義を改定することがメートル条約にもとづいて開催された第26回国際度量衡総会において2018年11月に採択されました。これによって、国際単位系（SI）は人工物などに頼らない理想的な単位系へと進化します。

本講演では特に130年ぶりとなるキログラムの定義改定に貢献したシリコン球体の超精密形状計測技術と表面分析技術などについて紹介するとともに、今回の定義改定がもたらす影響などについて展望してみたいと思います。