Progresos en el CENAM en el desarrollo de patrones primarios de frecuencia

Transcripción

1 Progresos en el CENAM en el desarrollo de patrones primarios de frecuencia J. Mauricio López R., Sergio López López División de Tiempo y Frecuencia,

2 CONTENIDO 1. Introducción: la unidad de tiempo 2. CsOp-1. Reloj atómico de haz térmico bombeado ópticamente 3. CsF-1. Reloj atómico de átomos fríos: Fuente atómica

3 La unidad de tiempo Definición

4 Un segundo es la duración de períodos de la radiación asociada a la transición hiperfina del estado base del átomo de Cesio a Conferencia Internacional de Pesas y Medidas, octubre 1967

5 Primeros niveles de energía del átomo de Cesio-133 ENERGIA 850nm Eléctrica 6 2 P 3/2 6 2 P 1/2 6 2 S 1/2 894nm 100GHz F =5 F =4 F =3 F =2 F =4 F =3 F =4 F =3 251MHz 200MHz 150MHz 1167MHz Hz 11 subniveles 9 subniveles 7 subniveles 5 subniveles 9 subniveles 7 subniveles 9 subniveles 7 subniveles + Espín-órbita + Electrón Núcleo + Efecto Zeeman No a escala INTERACCION

6 CsOp-1 - Reloj atómico de haz térmico de bombeo óptico - Incertidumbre

7 T 100 o C Arquitectura del CsOp δ GHz Detector

8 Vista parcial del CsOp-1

9 Optical pumping window Vaccum system Optical detection window Vaccum Cavity Cs Oven

10 - Top View - Vaccum Cavity Pumping window Detection window Cs Oven

11 Optical System of the CsOP-1 Detection laser Pumping laser Detectors for lasers stabilization

12 Espectro de Ramsey del CsOp khz Frecuencia que define a la unidad de tiempo del SI Probabilidad de Transición

13 Franja de Ramsey del CsOp-1 (línea central del espectro de Ramsey) 1 khz Frecuencia que define a la unidad de tiempo del SI Probabilidad de Transición

14 CsF-1 - Reloj Atómico de átomos fríos: Fuente Atómica - Incertidumbre

15 Principio de operación de un reloj de fuente atómica Seis haces de luz infraroja especialmente acondicionada asistida por una campo magnético permiten el atrapamiento y enfriamiento de gas de Cesio-133 a temperaturas tan bajas como 1 microkelvin sobre el cero absoluto.

16 Arquitectura básica del CsF-1 El reloj de átomos fríos del CENAM

17 CsF-1 Sistema Mecánico

18 CsF-1 Sistema Mecánico

19 Esfera de acero inoxidable para el confinamiento de los átomos fríos de Cesio-133

20 La esfera con 12 puertos de la trampa magneto-óptica del CsF-1 para el atrapamiento de los átomos de Cesio-133.

21 Diseño de las bobinas generadoras del campo magnético en configuración anti-helmholtz para crear una botella magnética para el confinamiento de átomos ultrafríos de Cesio-133

22 Bobinas generadoras del campo magnético en configuración anti- Helmholtz para crear una botella magnética para el confinamiento de átomos ultrafríos de Cesio-133

23 Sistema de vacío dél CsF-1

24 CsF-1 Vista parcial del sistema óptico

25 Cámara ultra-rápida sensible al infrarojo para la detección y medición de la evolución temporal de la nbe de átomos fríos de Cesio-133

26 CsF-1 Estimaciones de desempeño

27 Cálculos numéricos del patrón de resonancias del CsF-1 σ =.01 m/s v oz = 4.9 m/s T= 3 µ K δν =1.2Hz h=30cm paso= 0.2 Hz σ = m/s σ=.005 m/s Corrimiento en frecuencia (Hz)

28

29 σ =.0 1 m /s CsF-1 Clarion et al

30 σ = m / s C o r r im ie n t o e n f r e c u e n c ia ( CsF-1 Clarion et al

31 1.2Hz Corrimiento en frecuencia (Hz) CsF-1 Clarion et al

32 Progresos en el CENAM en el desarrollo de patrones primarios de frecuencia J. Mauricio López R. División de Tiempo y Frecuencia, GRACIAS