Transcript Reloj Atómico de Cesio

Nombre Del Grupo: IQ 01
Santiago Cárdenas Pinto
Hasbleidy Ochoa Moreno
Cód.: 244989
Cód.: 245064
Fundamentos de electricidad y magnetismo
Cód. Asignatura:1000017
Evolución de la Medida Del
Tiempo
2800 a.C (siglo VI a.C)
1338
1948
http://www.crya.unam.mx/web/mmservicios/mmservhora/124
1657
Reloj atómico
• Usa una frecuencia de resonancia
atómica para alimentar su contador.
• Mantienen una exactitud de 10-9
segundos por día
• Conservan una escala de tiempo
continua y estable, el Tiempo Atómico
Internacional (TAI)
Reloj atómico de cesio
• El primero fue construido en 1948 por
Willard Frank Libby, aunque la precisión
por el amoníaco no era muy superior a
los estándares de la época (osciladores
de cuarzo).
Un reloj atómico implementado en un
circuito integrado desarrollado por el
NIST.
Reloj atómico de Cesio
• Hoy los mejores patrones de frecuencia
atómicos se basan en las propiedades
físicas que tienen las fuentes de
emisión de cesio.
• El primer reloj atómico de cesio fue
construido en 1955 en el Laboratorio
Nacional de Física (NLP), en Inglaterra.
Sus creadores fueron Louis Essen y
John V.L Parry.
El Primer Reloj atómico de cesio.
• En 1967 los relojes atómicos basados
en cesio habían conseguido fiabilidad
suficiente como para que la Oficina
Internacional de Pesas y Medidas lo
eligiera como nuevo patrón base para la
definición de la unidad de tiempo físico.
Oficina internacional de pesas y medidas
Reloj de Cesio
• Según este patrón, un segundo se corresponde
con 9.192.631.770 ciclos de la radiación
asociada a la transición hiperfina desde el
estado de reposo del isótopo de cesio-133.
• La precisión alcanzada con este tipo de reloj
atómico es de un error de un segundo en 30.000
años.
• El fotón, oscila como un péndulo de un
reloj antiguo. La luz que es visible a
nuestros ojos está constituida por
fotones, y lo que distingue a un tipo de
"luz" es que tanta energía tienen esos
fotones o equivalentemente con que
frecuencia vibran.
Reloj de Cesio
Funcionamiento
1. En un extremo del reloj de cesio hay un horno con una placa de cesio
del que se evaporan iones de este metal
2. Tras la evaporación, se utiliza un imán para separar los iones y descartar
aquellos con mayor energía.
3. Para realizar la medición a través de estas partículas es necesario
crear un campo electromagnético. Se realiza dentro de una "trampa
magneto-óptica", una esfera del tamaño de un melón en la cual se
inyectan átomos de cesio y se propagan, encerrados en un campo
magnético, seis rayos de luz láser.
Funcionamiento
De la misma forma que una persona disminuye su paso ante una
ráfaga de viento, los átomos reducen su velocidad al ser
bombardeados por los láseres emitidos en todas direcciones. Con este
método los átomos pueden reducir su velocidad hasta hacerla 10 mil
veces más lenta de lo normal. Cuando los átomos y los láseres
chocan, se forma una nube de átomos muy lentos o ultra fríos.
“Los iones se presentan en dos
estados dependientes
del spin del último electrón del
cesio”
“Los iones con menor
energía van a parar a
una cámara”
Desarrollos mas recientes
Los físicos continúan experimentando con nuevas variaciones:
 Máser de hidrógeno (Townes)
 Bombeo óptico de Rubidio (Kasler)
 Recientemente los propuestos de mercurio que permitirían alcanzar mayor
precisión.
También se mejora constantemente la precisión de los de cesio con
lásers para enfriar los átomos; la del último reloj de NIST, el NIST-F1,
puesto en marcha en 1999, es del orden de un segundo en veinte
millones de años.
Desarrollos mas recientes
En agosto de 2004 del NIST hicieron la primera demostración de un
reloj atómico del tamaño de un circuito integrado. Esto representa un
reloj cien veces menor que cualquier otro construido hasta la fecha y
con un consumo de sólo 0,079 vatios.
El reloj más preciso del mundo se diseña en el Observatorio de París,
donde los actuales relojes atómicos tardan 52 millones de años para
desfasarse un segundo. El nuevo objetivo de la investigación francesa
es aumentar ese plazo a 32 mil millones de años. El estándar actual de
los relojes atómicos en activo permite el atraso de un segundo cada
3.700 millones de años (NIST EU).