RELOJ ATÓMICONicolás Aristizabal H. Cod. 244881Juan Sebastian Hernández R. Cod .245045Sebastian David Vega C. Cod .245074Diego Gonzalo Pulido R. Cod .244680Andres A Ovalle M. Cod .244668Jesus David Tonguino C. Cod. 245118

EL TIEMPO

“Magnitud física que permite ordenar la secuencia de los sucesos, estableciendo un pasado, un presente y un futuro. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo”.

Al describir el momento es el que un acontecimiento sucede el tiempo se convierte en una dimensión más, tenemos ahora que pensar que los eventos suceden en un espacio con un alto, ancho, profundo en un tiempo (x,y,z,t)

La física nos ha demostrado que el tiempo está relacionado con la gravedad, nuestro caso la gravedad de la tierra, siendo así, el tiempo puede variar a lo largo del universo.

En 1879 Lord Kelvin sugirió la idea de utilizar las vibraciones atómicas para medir el tiempo.

En 1930 Isidor Isaac Rabí desarrolló la resonancia magnética, herramienta para la construcción de los relojes atómicos.

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Surgimiento

En 1948 se construyó el primer reloj atómico por el estadounidense Willard Frank Libby basándose en las ideas de Isaac Rabí.

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Era un reloj atómico de amoníaco (máser) su funcionamiento es similar al láser pero opera en la región del espectro electromagnético correspondiente a las microondas. Su precisión no era muy buena, pero sirvió para confirmar la utilidad de la vibración atómica en la medida del tiempo.

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Desarrollo

En 1955, Louis Essen construye el primer reloj atómico exacto. Este reloj está basado en las transiciones del átomo de Cesio-133. Posteriormente se utilizaría Rubidio -87 e hidrógeno -1

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El primer reloj atómico comercial y portable, Atomichron, apareció en la década de los 50.

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En 2004 científicos estadounidenses logran un reloj atómico a escala de chip, cien veces más pequeños que los diseñados hasta entonces y con un consumo aproximado de 75 mW.

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En los últimos años se han desarrollado relojes atómicos más exactos basados en la lógica cuántica del mercurio y en los iones individuales del aluminio. Igualmente se ha mejorado la precisión de los relojes de cesio utilizando láseres para enfriar los átomos de cesio.

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Funcionamiento

El principio de funcionamiento de todos los relojes atómicos es el mismo, solamente cambia la sustancia que se utiliza para absorber la radiación magnética generada por el oscilador de microondas. De ahí que solamente explicaré el funcionamiento del reloj atómico de Cesio.

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Los iones se presentan en dos estados dependientes del spin del último electrón del cesio. Estos estados presentan una frecuencia energética de 9192.631.779 Hz. Tras la evaporación se utiliza un imán para separar los iones y descartar aquellos con mayor energía. Los iones con menor energía van a parar a una cámara. Un radioemisor de microondas llena la cavidad de la cámara de forma uniforme de ondas radioeléctricas.

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 Cuando la frecuencia de la onda radiada se acopla con la frecuencia de la transición del cesio, estos absorben la radiación y emiten luz. Una célula fotoeléctrica captura el momento exacto de la emisión, dicha célula está conectada con un circuito que puede ajustar la frecuencia del radioemisor. Finalmente hay contador que registra las veces que el radiotransmisor emite onda en la frecuencia del cesio.

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Aplicaciones

Los relojes atómicos se utilizan para generar las frecuencias estándar. Se instalan en los sitios de señales de tiempo, LORAN-C, y transmisores de Alfa de navegación. También se instaló en algunas estaciones de radiodifusión de onda larga y onda media para entregar una frecuencia de transmisión muy precisa, que también puede funcionar como la frecuencia estándar.

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Los relojes atómicos son la base del sistema de navegación GPS. El reloj maestro GPS es una media ponderada de los relojes atómicos en las estaciones de tierra y embarcados los satélites GPS, cada uno de ellos tiene varios relojes atómicos

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