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El nuevo reloj atómico óptico tiene un corazón más pequeño que un grano de café

El nuevo reloj atómico óptico tiene un corazón más pequeño que un grano de café


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Los relojes ópticos son tipos de relojes atómicos que mantienen el tiempo de manera más confiable mediante el uso de luz sintonizada con átomos de rubidio. Esto les permite batir billones de veces por segundo.

Un corazón más pequeño que el tamaño de un grano de café.

Ahora, los investigadores han diseñado un reloj óptico con un corazón más pequeño que el tamaño de un grano de café. El nuevo reloj usa una cámara atómica 3 milímetros a través montado en un chip de silicio.

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Esta es una gran diferencia con la cámara de átomos en el corazón de los relojes ópticos que solían correr un metro de ancho. El reloj también cuenta con un "péndulo" que es un láser ajustado a aproximadamente 385,285 terahercios.

Lo que eso significa es que su luz se ondula 385.285 billones de veces por segundo. Eso es demasiado rápido para que la electrónica moderna cuente, por lo que el reloj óptico utiliza dos componentes llamados peines de frecuencia.

Montados en pequeños chips, estos peines traducen los tics ópticos de alta frecuencia del láser en tics contables, más lentos y ampliamente utilizados. El reloj óptico finalmente produjo tics al ritmo 22 gigahercios, 50 veces mejor que los actuales relojes a escala de chip basados ​​en cesio.

Precisión notable

"Los relojes atómicos ópticos de laboratorio logran una precisión notable (ahora contados con 18 dígitos o más), lo que abre posibilidades para explorar la física fundamental y permitir nuevas mediciones. Sin embargo, su tamaño y el uso de componentes a granel impiden que se adopten más ampliamente en aplicaciones que requieren sincronización de precisión ", escriben los investigadores en su nuevo artículo.

Pero antes de emocionarse demasiado, imaginando un reloj de bolsillo extremadamente eficiente, debe tenerse en cuenta que el reloj está conectado a dispositivos electrónicos de soporte que llenan dos mesas. El nuevo reloj puede ser pequeño en comparación con sus predecesores, pero aún le queda un largo camino por recorrer.

Aún así, su nuevo corazón basado en chips requiere muy poca energía (solo 275 milivatios) y, con avances adicionales, podría potencialmente hacerse lo suficientemente pequeño como para ser portátil. "Estos resultados demuestran conceptos clave de cómo utilizar dispositivos de chip de silicio en futuros relojes ópticos portátiles y ultraprecisos", escriben los investigadores.

"Hicimos un reloj atómico óptico en el que todos los componentes clave están microfabricados y trabajan juntos para producir una salida excepcionalmente estable", dijo John Kitching, miembro del NIST. "En última instancia, esperamos que este trabajo dé lugar a relojes pequeños de bajo consumo que sean excepcionalmente estables y que traigan una nueva generación de sincronización precisa a los dispositivos portátiles que funcionan con baterías".

El estudio se publica enOptica.


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