RELOJES ATÓMICOS

RELOJES ATÓMICOS

Joel VillaEduard Ferrer

Junio 2012

CONTENIDO

Introducción Historia Funcionamiento Comparación Aplicaciones Bibliografia

INTRODUCCIÓN I – LOS PRIMEROS RELOJES

INTRODUCCIÓN II – RELOJES MECÁNICOS

INTRODUCCIÓN III – RELOJES CONTEMPORÁNEOS

HISTORIA DEL RELOJ ATÓMICO I

1913Teoria de Bohr (órbitas cuantificadas)

1930Resonáncia magnética 1949NBS reloj de amonio 1955Louis Essen reloj de Cesio (Cs-133) 1967Se define el segundo en términos

atómicos1 s= 9.192.631.770 ciclos

HISTORIA DEL RELOJ ATÓMICO II

1978Lanzamiento primer satélite GPS 1990sAvances en estabilización

(enfriamiento láser, espectroscopia de precisión, etc.)

2004NIST, reloj atómico del tamaño de un chip

2000sRelojes ópticos 2008Reloj cuántico

HISTORIA DEL RELOJ ATÓMICO III

FUNCIONAMIENTO I

FUENTE DE POTENCIA

OSCILADORDE CUARZO

RESONADORATÓMICO

REALIMENTACIÓN

SALIDA

FUNCIONAMIENTO II – BEAM STD

FUNCIONAMIENTO III – GAS CELL STD

FUNCIONAMIENTO IV - MÁSER

COMPARACIÓNEstabilid

adFrecuenc

iaAtómica

Q Precisión(1 seg.)

Rubidium Gas Cell

10-9 - 10-11 6,8 GHz 107 100 mil años

Cesium Beam 10-11 - 10-14 9,2 GHz 108 1 millones años

Hydrogen Maser 10-12 - 10-15 1,4 GHz 109 10 millones años

Trapped Ions 10-14 - 10-16 10 GHz 1011 100 millones años

Atomic Fountain 10-15 - 10-17 9,2 GHz 1012 1000 millones años

APLICACIONES I - CAMPOS

APLICACIONES II - GPS

Indispensable sincronización para la medida de pseudodistancias

4 relojes atómicos de cesio y rubidio Precisión 10 ns Precisión máxima teórica

RbGC CsB HM TI AF

3 m 3 cm 3 mm 0,3 mm 0,03 mm

FUTURO

Miniaturizar relojes atómicos Producción a gran escala – menor coste Aumentar su estabilidad y precisión

Relojes ópticos Relojes cuánticos Relojes nucleares Rayos gamma

BIBLIOGRAFIA

http://www.nist.gov JESPERSEN, J. y FITZ-RANDOLPH, J.

(1977) From Sundials to Atomic Clocks: Understanding Time and Frequency

Wikipedia