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El primer reloj atómico multiplexado es desarrollado para perder solo un segundo cada 300 mil millones de años

Reloj atómico más perfecto

Un equipo de la Universidad de Wisconsin–Madison ha desarrollado un reloj atómico de celosía óptica, que es el primer ejemplo de un reloj óptico multiplexado.

Su diseño permite al equipo probar nuevas formas de ondas gravitacionales, intentar detectar materia oscura y descubrir nueva física con relojes.

“Los relojes de celosía óptica son los mejores relojes del mundo, y aquí tenemos este nivel de rendimiento que nadie ha visto antes”, dijo Shimon Kolkowitz, profesor de física de la UW-Madison y autor principal del estudio.

En su estudio, crearon un reloj multiplexado, donde los átomos de estroncio se pueden separar en múltiples relojes dispuestos en línea en la misma cámara de vacío.

Usando solo un reloj atómico, el equipo descubrió que su láser solo podía excitar electrones de manera confiable en la misma cantidad de átomos durante una décima de segundo.

Sin embargo, cuando hicieron brillar el láser en dos relojes de la cámara al mismo tiempo y los compararon, la cantidad de átomos con electrones excitados se mantuvo igual entre los dos relojes hasta por 26 segundos.

Sus resultados significaron que podían realizar experimentos significativos durante mucho más tiempo de lo que permitiría su láser en un reloj óptico normal.

A continuación, ejecutaron su experimento más de mil veces, midiendo la diferencia en la frecuencia de tictac de sus dos relojes por un total de alrededor de tres horas.

Como era de esperar, debido a que los relojes estaban en dos lugares ligeramente diferentes, el tic-tac era ligeramente diferente. Así que el equipo demostró que a medida que tomaban más y más medidas, podían medir mejor esas diferencias.

En última instancia, los investigadores pudieron detectar una diferencia en la frecuencia de tictac entre los dos relojes que correspondería a que discrepan entre sí por solo un segundo cada 300 mil millones de años, una medida de cronometraje de precisión que establece un récord mundial para dos relojes espacialmente separados.

Para demostrar las posibles aplicaciones de sus relojes, el equipo comparó los cambios de frecuencia entre cada par de seis relojes multiplexados en un bucle.

Descubriendo que las diferencias suman cero cuando regresan al primer reloj del ciclo, lo que confirma la consistencia de sus mediciones y establece la posibilidad de que puedan detectar pequeños cambios de frecuencia dentro de esa red.

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