[사이언스 21](138)초정밀 원자시계

　세상에서 가장 정확한 시계는 원자시계다. 수십억 분의 1초를 측정할 수 있고, 수십만 년에 1초 틀릴까 말까 할 정도다.

　원자시계는 원자가 잘 흡수하는 특정 전자기파의 진동수를 읽어 시간을 측정한다. 대표적인 것이 세슘(Cs)이다. 현재 세계 표준에서 정의한 1초는 세슘 원자가 흡수하는 전자기파가 91억9263만1770번 진동할 때 걸리는 시간이다.

　최근 원자시계는 더 정확하고, 더 작은 형태로 발전하고 있다. 지난해 말에는 미국 콜로라도대 준 예 교수팀이 세슘보다 한층 정밀한 스트론듐(Sr) 원자시계를 개발해 세계적인 주목을 받았고, ‘루비듐 원자시계’나 ‘CPT 원자시계’처럼 초소형의 원자시계를 만드는 기술도 계속 연구되고 있다.

　과학자들이 이토록 정확한 시간측정을 위해 노력하는 이유는 무엇일까? 원래 원자시계는 지구 자전을 기준으로 하는 천체시계의 오차를 보완하기 위해 만들어졌다. 그러나 최근 원자시계는 첨단 IT기술의 기저가 되고 있다. 예를 들어, TV의 시계와 방송국의 시계가 일치하지 않으면 방송전파를 TV 화면으로 재구성할 때 오류가 생긴다. 그러나 양쪽이 정밀한 시계를 갖고 있으면 방송국에서는 같은 시간동안 더 많은 영상정보를 보낼 수 있고, 시청자들은 더욱 크고 선명한 TV화면을 볼 수 있게 된다. 유·무선 통신에서도 더욱 많은 정보를 교환할 수 있다. 또 GPS(위성항법장치)를 통해 지상 물체의 위치를 ㎜ 단위로 정확하게 파악하는 것도 원자시계가 없으면 불가능하다.

　원자시계는 ‘시간은 금’이라는 격언을 확인시켜주는 첨단기술인 셈이다.