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Los científicos descubren una forma completamente nueva de medir el tiempo

Si bien los relojes GPS y los relojes atómicos ofrecen hoy en día una medición ultraprecisa del tiempo, su principio operativo fundamental es el mismo que el del reloj de sol, que apareció hace más de 5000 años. Científicos suecos y estonios dieron a conocer recientemente un enfoque completamente nuevo, explotando la “rareza cuántica”.

Reloj cuántico

Todos los relojes convencionales funcionan midiendo la tiempo necesario para completar un ciclo predefinido, o el período entre dos intervalos. Esto incluye la oscilación completa de un péndulo o el tiempo transcurrido entre la posición inicial y final de una persona corriendo por una pista. Si este enfoque funciona, los investigadores de las universidades de Uppsala y Tartu han diseñado un dispositivo que no requiere un punto de referencia inicial (o tiempo cero).

El equipo, cuyo trabajo ha sido publicado en la revista Investigación de revisión física, rápidamente llegó a la conclusión de que la mejor manera de hacer esto era usar átomos de Rydberg. Un estado de alta energía en el que sus electrones excitados son empujados lejos de su núcleo, lo que se puede lograr mediante láseres.

Investigaciones anteriores habían demostrado que varios átomos de Rydberg cercanos crean interferencias que generan patrones de ondas únicos en el piscina cuántica que se pueden utilizar como marcadores de tiempo precisos. Para este nuevo estudio, los físicos excitaron átomos de helio al estado de Rydberg usando un láser, mientras que un segundo, disparando pulsos cortos de luz ultravioleta, midió su espectro.

Resultó que el dispositivo podía hacer mediciones de hasta 81 picosegundos (una milésima de una billonésima de segundo) y sus errores no superaban los 8 femtosegundos (una millonésima de una billonésima de segundo).

Huellas unicas

«Mostramos que las oscilaciones resultantes de un conjunto de estados de Rydberg altamente excitados pueden dar lugar a una estructura de interferencia única que no se repite durante la vida útil del paquete de ondas. “explican los investigadores” Estas huellas dactilares únicas determinan el tiempo transcurrido desde la formación del paquete de ondas y ayudan a garantizar que el tiempo medido sea correcto.»

El equipo insiste en que se trata de un reloj cuántico y no de un reloj: no cuenta las unidades de tiempo, sino que solo muestra el tiempo, que puede deducirse de la estructura de la interferencia.

Según los investigadores, este nuevo enfoque podría utilizarse en particular para medir y coordinar con alta precisión temporal los procesos de los sistemas que explotan la Mecánica cuántica.

Fuente: news.eseuro.com