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Pesquisadores chineses desenvolveram um relógio atômico pulsado opticamente (POP) com estabilidade de frequência de 4,7 x 10 -15 às 10 4 segundos com base em um novo design.
A conquista é notável porque os relógios atômicos - muitas vezes considerados o padrão de frequência mais estável para cronometragem - são componentes cruciais em sistemas de navegação global e serviços de comunicação internacional, e a estabilidade da frequência é a chave para sua precisão.
Os relógios atômicos POP são um importante foco de pesquisa porque são leves e apresentam excelente estabilidade de frequência.
A pesquisa foi liderada por Deng Jianliao, do Instituto de Óptica e Mecânica Fina (SIOM) de Xangai, da Academia Chinesa de Ciências. Os resultados foram publicados em Revisão de instrumentos científicos em 21 de abril de 2020.
"Os relógios atômicos empregam um sistema mecânico quântico como um 'pêndulo', onde a frequência do oscilador local é travada para a transição entre os estados de energia atômica, "disse Deng Jianliao, autor correspondente do artigo. "A precisão do relógio atômico depende da determinação da precisão do centro da transição atômica e da estabilidade da própria frequência central."
O novo design usa um módulo ótico compacto que consiste em um laser refletor de Bragg distribuído (DBR) e um modulador ótico-acústico em um relógio atômico de rubídio de célula de vapor POP.
Contendo o pacote de física em uma câmara de vácuo selada melhorou o controle de temperatura e também reduziu a influência negativa do efeito barométrico.
Deng observou que o relógio atômico é "sensível às flutuações de muitos parâmetros, "tornando assim um desafio otimizar a estabilidade de frequência de médio a longo prazo em relógios de célula de vapor baseados em laser, como relógios POP.
A estabilidade de frequência de 4,7 × 10 -15 às 10 4 segundos alcançados pelo novo design "é comparável ao relógio de rubídio POP de última geração, "de acordo com o estudo.
Os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar a estabilidade da frequência em um tempo médio maior que 10
4
segundos e também procuram reduzir ainda mais a sensibilidade à temperatura.
