Los relojes atómicos se usan en todo el mundo para decir la hora con precisión. Cada "tic" del reloj depende de las vibraciones atómicas y sus efectos en los campos electromagnéticos circundantes. Los relojes atómicos estándar en uso hoy en día, basados en el átomo de cesio, indican la hora mediante "contando "frecuencias de radio. Estos relojes pueden medir el tiempo con una precisión de un segundo por cada cientos de millones de años. Los relojes atómicos más nuevos que miden las frecuencias ópticas de la luz son aún más precisos y eventualmente pueden reemplazar a los basados en la radio.
Ahora, los investigadores de Caltech y el Laboratorio de Propulsión a Chorro JPL, administrado por Caltech para la NASA, han creado un nuevo diseño para un reloj atómico óptico que promete ser el más preciso y preciso hasta ahora la precisión se refierea la capacidad del reloj para precisar correctamente la hora, y la precisión se refiere a su capacidad para decir la hora con gran detalle. Apodado el "reloj de pinzas", emplea tecnología en la que se utilizan las llamadas pinzas láser para manipular átomos individuales.
"Uno de los objetivos de los físicos es poder decir la hora con la mayor precisión posible", dice Manuel Endres, profesor asistente de física en Caltech que dirigió un nuevo artículo que describe los resultados en la revista Revisión física X . Endres explica que si bien los relojes ultraprecisos pueden no ser necesarios para los propósitos cotidianos de contar el tiempo, podrían conducir a avances en la investigación física fundamental, así como a nuevas tecnologías que aún no se han imaginado.
El nuevo diseño del reloj se basa en dos tipos de relojes atómicos ópticos que ya están en uso. El primer tipo se basa en un solo átomo o ion cargado atrapado, mientras que el segundo usa miles de átomos neutros atrapados en lo que se llama una red óptica.En el enfoque de iones atrapados, solo un átomo el ión necesita ser aislado y controlado con precisión, y esto mejora la precisión del reloj. Por otro lado, el enfoque de red óptica se beneficia de tener múltiples átomos, con más átomosHay menos incertidumbres que surgen debido a fluctuaciones cuánticas aleatorias de átomos individuales.
El diseño del reloj atómico del grupo de Endres combina esencialmente las ventajas de los dos diseños, cosechando los beneficios de ambos. En lugar de utilizar una colección de muchos átomos, como es el caso con el enfoque de red óptica, el nuevo diseño utiliza 40 átomos- y esos átomos se controlan con precisión con pinzas láser. En este sentido, el nuevo diseño se beneficia no solo de tener múltiples átomos sino también al permitir a los investigadores controlar esos átomos.
"Este enfoque une dos ramas de la física: técnicas de control de un solo átomo y medición de precisión", dice Ivaylo Madjarov, un estudiante graduado de Caltech y autor principal del nuevo estudio. "Somos pioneros en una nueva plataforma para relojes atómicos."
Madjarov explica que, en general, los átomos en los relojes atómicos actúan como diapasones para ayudar a estabilizar las frecuencias electromagnéticas o la luz láser ". Las oscilaciones de nuestra luz láser actúan como un péndulo que cuenta el paso del tiempo. Los átomos sonuna referencia muy confiable que asegura que el péndulo se balancee a una velocidad constante "
El equipo dice que el nuevo sistema es ideal para futuras investigaciones sobre tecnologías cuánticas. Los átomos en estos sistemas pueden enredarse o conectarse globalmente, y este estado enredado puede estabilizar aún más el reloj ". Nuestro enfoque también puede construir un puentea las arquitecturas de computación cuántica y comunicación ", dice Endres." Al fusionar diferentes técnicas en física, hemos entrado en una nueva frontera ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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