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Iterbio Que Da a Comunidad de los Patrones de Tiempo Más Opciones en el Revelado de los Relojes Atómicos de la Siguiente-Generación

Published on August 11, 2009 at 7:47 PM

Un reloj atómico experimental basado en los átomos del iterbio es cerca de cuatro veces más exacto que era hace varios años, dándole una precisión comparable a la del reloj de la fuente del cesio NIST-F1, el patrón del tiempo civil de la nación, científicos en el parte del National Institute of Standards and Technology (NIST) en la Revista Física Letters.*

Esta foto muestra cerca de 1 millón de átomos del iterbio iluminados por un laser azul en un reloj atómico experimental que sujete los átomos en un cedazo hecho de entrecruzar rayos laser. La foto fue tomada con una cámara digital a través de la ventana de un compartimiento de vacío. El NIST está estudiando el uso posible de los átomos del iterbio en los relojes atómicos de la siguiente-generación basados en las frecuencias ópticas, que podrían ser más estables y exactas que los mejores patrones de tiempo de hoy, que se basan en frecuencias microondas. Haber: Peluquero, NIST

Los científicos del NIST evaluaron el reloj midiendo la frecuencia natural del iterbio, explicando cuidadosamente todas las desviaciones posibles tales como ésos causados por colisiones entre los átomos, y usando NIST-F1 como “regla” para la comparación. Los resultados eran bastante buenos indicar que el reloj del iterbio es competitivo en algún sentido con NIST-F1, que ha estado mejorando constantemente y ahora mantiene tiempo dentro a 1 segundo cerca de 100 millones de años. (Porque la definición internacional del segunda se basa en el átomo del cesio, técnico ningún reloj puede ser más exacto que patrones del cesio tales como NIST-F1.) Más importantemente, el reloj mejorado del iterbio da a comunidad de los patrones de tiempo más opciones en el revelado en curso y las comparaciones de los relojes de la siguiente-generación, dicen al físico Chris Oates, autor del NIST del nuevo papel.

El reloj del iterbio del NIST se basa en cerca de 30.000 átomos de metales pesados que se enfríen a 15 microkelvins (cerca de cero absoluto) y atrapado en una olumna de varios cientos de receptores de papel-uno crepe-dados forma “cedazo óptico” - hecho de la luz laser. Un laser que “hacen tictac” 518 veces trillón por segundo induce una transición entre dos niveles de energía en los átomos. El funcionamiento aumentado del reloj fue hecho posible por mejorías en el aparato y un interruptor a un diverso formulario del iterbio cuyo núcleo es deuda ligeramente magnética su medio” impulso angular de la “barrena-uno. Este átomo es menos susceptible a los desvíos dominantes que el formulario de la “barrena-cero” del iterbio usado previamente.

Los científicos del NIST están desarrollando cinco versiones de los relojes atómicos de la siguiente-generación, cada uno usando un diverso átomo y diversas ventajas de ofrecimiento. Los relojes experimentales todos operatorio en las frecuencias ópticas (de la luz visible), que son más altas que las frecuencias microondas usadas en NIST-F1, y pueden dividir así tiempo en unidades más pequeñas, de tal modo rindiendo relojes más estables. Además, los relojes ópticos podían un día llevar a los patrones de tiempo hasta 100 veces más exactas que los relojes de hoy de la microonda.

Los mejores relojes ópticos se basan actualmente en los únicos iones (átomos eléctricamente cargados), por ejemplo el NIST “reloj de la lógica” usando un ión de aluminio (véase el Reloj” el Ión de la Lógica del “NIST “Quantum del Mercury de los Rivales como Reloj Más Exacto del Mundo”.) Pero los relojes del cedazo tienen el potencial para una estabilidad más alta porque hacen un promedio simultáneamente de señales de decenas de miles de átomos. Las comparaciones En Curso del iterbio registran a la del reloj del cedazo del estroncio situado cerca en JILA, instituto común del NIST y la Universidad de Colorado en Boulder, (véase las “Ayudas de la Colaboración Hacer Estroncio de JILA el Reloj Atómico “El Mejor de Clase” ") debe ayudar a activar pruebas mundiales del funcionamiento óptico del reloj con la precisión extremadamente alta. JILA es A este punto él está lejos de sin obstrucción que el diseño del átomo y del reloj sea seleccionado por los grupos de investigación en todo el mundo como un rato y patrón de frecuencia futuros.

Avances en el revelado del soporte del funcionamiento del reloj atómico de tecnologías tales como altas telecomunicaciones del tipo de datos y el Sistema de Navegación Mundial (GPS). Los relojes Ópticos están proporcionando ya a mediciones de registro de cambios posibles en los “constantes fundamentales” de la naturaleza, una línea de la pregunta que tiene las implicaciones enormes para el cosmología y pruebas de las leyes de la física, tales como teorías de Einstein de la relatividad especial y general. los relojes de la Siguiente-Generación pudieron llevar a los nuevos tipos de sensores de la gravedad para explorar recursos naturales subterráneos y los estudios fundamentales de la Tierra. Otras aplicaciones posibles pueden incluir la navegación autónoma ultra-exacta, tal como aviones de desembarque por GPS.

* N.D. Lemke, A.D. Ludlow, Z.W. Barber, T.M. Fortier, S.A. Diddams, Y. Jiang, S.R. Jefferts, T.P. Heavner, T.E. Parker y C.W. Oates. Reloj óptico del cedazo Spin-1/2. Cartas Físicas de la Revista. 3 de agosto de 2009 en línea Publicado.

Last Update: 13. January 2012 19:48

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