Operação em órbita de um relógio atômico baseado em resfriado a laser 87 Átomos de Rb. Princípio e estrutura do relógio de átomo frio espacial (CAC). A zona de captura é uma armadilha magneto-óptica (MOT) com um design de feixe dobrado. A cavidade de interrogação do anel é usada para o campo de microondas para interrogar os átomos frios. Na zona de detecção, átomos frios em ambos os estados hiperfinos são detectados. O sinal do relógio é obtido alimentando o sinal de erro na frequência da fonte de micro-ondas. Crédito: Nature Communications (2018). DOI:10.1038 / s41467-018-05219-z
Uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências operou com sucesso um relógio atômico frio no espaço por um período de 15 meses. Em seu artigo publicado na revista Nature Communications , o grupo descreve como eles conseguiram realizar a difícil tarefa.
Os relógios atômicos frios marcam o tempo medindo as oscilações atômicas em queda livre (para que não haja interferência). Eles estão gelados, como seu nome indica, a quase zero absoluto usando lasers, o que os torna mais precisos. Seria conveniente para os pesquisadores ter um relógio atômico frio rodando no espaço - isso permitiria medir o tempo com mais precisão para coisas como aplicações de GPS. Mas o espaço apresenta desafios que não estão presentes na Terra, incluindo o tamanho e o peso do aparelho - ambos são valiosos para as espaçonaves. Há também a questão de proteger o relógio da radiação cósmica. Esses bloqueios de estradas impediram o uso desses relógios no espaço, até agora.
Neste novo esforço, os pesquisadores relatam que executaram com sucesso um relógio atômico frio a bordo de um veículo em órbita terrestre - a estação espacial Tiangong-2 Chinse. Eles relatam ainda que correram o relógio por 15 meses, e durante esse tempo, eles alcançaram uma estabilidade de frequência de 3,0 x 10 -13 τ -1/2 .
O relógio usado pela equipe foi envolto em três camadas de mu-metal e mantido a uma pressão de 10 -12 atmosferas. Os servo-motores usados para estabilizar a pressão também foram blindados para evitar a interferência de seus campos magnéticos. Dentro do dispositivo havia uma armadilha isolando 50 milhões de átomos de rubídio-87 mantidos estáveis por microondas e pulsos de laser. A medição foi feita por interferometria.
Os pesquisadores sugerem que relógios semelhantes baseados no espaço podem ser usados para metrologia, bem como para testar princípios da Relatividade Geral e outras constantes físicas fundamentais.
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