Los relojes atómicos ópticos son las más precisos, exactos y estables. El récord de estabilidad lo logró un reloj de estroncio-87 en febrero de 2014 con 6,4 attosegundos durante un segundo. Nuevas mejoras en este mismo reloj permiten un nuevo récord, alcanzar 2,1 attosegundos durante un segundo. Ambos récords son del grupo de Jun Ye en el JILA, instituto de física conjunto de la Universidad de Colorado en Boulder y el NIST (National Institute of Standards and Technology).
El artículo técnico es Travis L. Nicholson et al., “2e-18 total uncertainty in an atomic clock,” arXiv:1412.8261 [physics.atom-ph]. A los interesados en conocer más detalles sobre como funcionan este tipo de relojes les recomiendo leer a D. Ludlow, Martin M. Boyd, Jun Ye, Ekkehard Peik, Piet O. Schmidt, “Optical Atomic Clocks,” arXiv:1407.3493 [physics.atom-ph].
La precisión alcanzada por el nuevo reloj de átomos de estroncio ultrafríos es comparable al retraso gravitacional en un reloj que se eleve 2 cm a nivel del mar. El reloj se basa en la transición energética 1S0 → 3P0 inducida por un láser de 698 nm. Los átomos de estroncio están atrapados en una trampa óptica de 12 μK. Para medir la precisión y estabilidad del reloj se usa una técnica basada en el efecto Stark diferencial, comparar este efecto entre dos relojes atómicos idénticos (esta técnica fue desarrollada por el grupo de Jun Ye). La nueva versión de este método permite medir una estabilidad de hasta (–1,3 ± 1,1) × 10–18 en una trampa óptica de 12 μK.
Sin entrar en detalles técnicas, las mejoras se han basado en un control exquisito de gran número de errores sistemáticos. Una mejora en un factor de tres parece poco, pero lograrlo en solo un año es un gran éxito. Las estimaciones teóricas indican que el efecto Stark podría llegar a alcanzar una estabilidad de 1 × 10–19 con lo que en los próximos años se espera que los relojes atómicos ópticos puedan superar la barrera del attosegundo.
El artículo técnico es Travis L. Nicholson et al., “2e-18 total uncertainty in an atomic clock,” arXiv:1412.8261 [physics.atom-ph]. A los interesados en conocer más detalles sobre como funcionan este tipo de relojes les recomiendo leer a D. Ludlow, Martin M. Boyd, Jun Ye, Ekkehard Peik, Piet O. Schmidt, “Optical Atomic Clocks,” arXiv:1407.3493 [physics.atom-ph].
La precisión alcanzada por el nuevo reloj de átomos de estroncio ultrafríos es comparable al retraso gravitacional en un reloj que se eleve 2 cm a nivel del mar. El reloj se basa en la transición energética 1S0 → 3P0 inducida por un láser de 698 nm. Los átomos de estroncio están atrapados en una trampa óptica de 12 μK. Para medir la precisión y estabilidad del reloj se usa una técnica basada en el efecto Stark diferencial, comparar este efecto entre dos relojes atómicos idénticos (esta técnica fue desarrollada por el grupo de Jun Ye). La nueva versión de este método permite medir una estabilidad de hasta (–1,3 ± 1,1) × 10–18 en una trampa óptica de 12 μK.
Sin entrar en detalles técnicas, las mejoras se han basado en un control exquisito de gran número de errores sistemáticos. Una mejora en un factor de tres parece poco, pero lograrlo en solo un año es un gran éxito. Las estimaciones teóricas indican que el efecto Stark podría llegar a alcanzar una estabilidad de 1 × 10–19 con lo que en los próximos años se espera que los relojes atómicos ópticos puedan superar la barrera del attosegundo.
La Ciencia de la Mula Francis
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