Comparaciones de reloj diferencial con un reloj de celosía óptica multiplexado

Área de la Ciencia:

• Física atómica, molecular y óptica
• Metrología Cuántica
• Medición de precisión

Sus antecedentes:

• Los relojes atómicos ópticos han avanzado en el tiempo, la metrología y la ciencia cuántica.
• La inestabilidad del reloj a menudo está limitada por el oscilador local, no por los propios átomos.

Objetivo del estudio:

• Implementar un nuevo reloj de celosía óptica multidimensional.
• Para superar las limitaciones impuestas por la inestabilidad del oscilador local en los relojes ópticos.
• Permitir nuevas aplicaciones en la medición de precisión y la ciencia fundamental.

Principales métodos:

• Utilizando una red óptica unidimensional para atrapar conjuntos de átomos de estroncio con resolución espacial.
• Interrogando simultáneamente a varios conjuntos con un reloj láser compartido.
• Empleando lecturas paralelas y interrogatorios sincrónicos de Ramsey para pares de conjuntos.

Principales resultados:

• Logró tiempos de coherencia átomo-átomo de 26 segundos, una mejora de 270 veces sobre la coherencia átomo-láser.
• Se demostró una inestabilidad relativa de [Fórmula: ver texto] y una incertidumbre estadística de 8,9 × 10-20 después de 3,3 horas.
• Se estableció una red de relojes miniaturizados con 6 conjuntos y 15 comparaciones por pares, que muestran las inestabilidades relativas a continuación [Fórmula: ver texto].
• Pares de ensamblaje heterogéneos preparados de los cuatro isótopos estables del estroncio, con resolución espacial.

Conclusiones:

• El diseño del reloj multiplexado evita efectivamente las limitaciones de inestabilidad del oscilador local.
• Esta tecnología permite mediciones de desplazamiento de isótopos de alta precisión y caracterización de sistemáticas de reloj.
• Abre el camino para los detectores basados en relojes para las ondas gravitacionales, la materia oscura, y nuevas pruebas de la relatividad.