El reloj más preciso del mundo: el físico Jun Ye explica cómo usamos los relojes atómicos


rap«>Los relojes atómicos más avanzados no solo dan la hora, sino que pronto podrían volverse tan ridículamente precisos que podrían usarse para detectar ondas gravitacionales y probar los límites de la relatividad.

Tecnología


15 de junio de 2022

El reloj atómico de gas cuántico tridimensional (3-D) de JILA consiste en una rejilla de luz formada por tres pares de rayos láser.  Se utiliza una pila de dos mesas para configurar componentes ópticos alrededor de una cámara de vacío.  Aquí se muestra la mesa superior, donde se montan las lentes y otras ópticas.  Un rayo láser azul excita una nube de átomos de estroncio en forma de cubo ubicada detrás de la ventana redonda en el centro de la mesa.  Los átomos de estroncio emiten una fuerte fluorescencia cuando se excitan con luz azul.

El reloj atómico de estroncio de Jun Ye es el más preciso del mundo

GE Marti, Laboratorios Ye/JILA

SI ALGUNA VEZ necesita verificar la hora, podría hacerlo mucho peor que preguntarle a Jun Ye. Con base en el Instituto de Investigación JILA en Boulder, Colorado, Ye ha estado trabajando en el diseño de este modelo de relojes, el reloj atómico, durante 20 años. Él dice que lanzamientos como el suyo podrían ayudarnos a capturar más ondas gravitacionales, verificar las constantes fundamentales de la naturaleza y tal vez llevar la relatividad general más allá del punto de ruptura.

Joshua Howgego: ¿Cómo se hace un reloj atómico?

Jun Ye: La gente ha estado fabricando relojes atómicos durante muchas décadas. El método tradicional es hacer brillar microondas en los átomos, como el cesio o el rubidio, para cambiar sus electrones de un estado cuántico, conocido como espín, a otro a intervalos regulares. Esta inversión es el tictac del reloj. En los relojes que hago, el principio es el mismo. Pero usamos luz láser y la hacemos brillar sobre los átomos de estroncio, por lo que los electrones experimentan transiciones de energía entre dos orbitales estables, y ahí está la clave.

¿Qué tan bueno es tu reloj?

Hay tres indicadores de rendimiento importantes. Primero: ¿Qué tan preciso es su reloj, o qué tan bien mide el tiempo? Segundo: ¿qué tan reproducible es? Se trata de si puede obtener el mismo tipo de medición después de un día, una semana o un año. Tercero: ¿qué tan preciso es? ¿Es este un momento en el que todos pueden estar de acuerdo, una vez que todos los efectos sistemáticos se hayan tenido en cuenta correctamente? Es bastante diferente de la precisión. Si nosotros …

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