Aquí hay una explicación simplificada de cómo funcionan los relojes atómicos:
Átomos de cesio y microondas:
1. Selección de átomos de cesio: Se produce un haz de átomos de cesio y se envía a través de una serie de imanes que seleccionan átomos con un nivel de energía específico.
2. Cavidad del microondas: Los átomos de cesio seleccionados entran en una cavidad de microondas diseñada con precisión y llena de radiación de microondas.
3. Frecuencia del microondas: La frecuencia de las microondas es muy cercana a la frecuencia de resonancia natural de los átomos de cesio (alrededor de 9,2 mil millones de ciclos por segundo).
Resonancia y Transiciones Atómicas:
4. Absorción de resonancia: Cuando la frecuencia de las microondas coincide con la frecuencia de resonancia natural de los átomos de cesio, un número significativo de átomos absorben la energía de las microondas.
5. Transición atómica: Esta absorción de energía hace que los átomos de cesio experimenten una transición específica entre dos niveles de energía.
Tiempo de detección y medición:
6. Detección: Después de pasar a través de la cavidad de microondas, los átomos de cesio se detectan utilizando un detector que puede discriminar entre átomos excitados (de mayor energía) y átomos no excitados (de menor energía).
7. Medición del tiempo: El número de átomos de cesio que experimentan la transición específica (resonancia) se cuenta con precisión y se relaciona con la frecuencia de microondas conocida con precisión. Esta frecuencia se convierte en la referencia para mantener el tiempo.
En la práctica, los relojes atómicos constan de sistemas electrónicos sofisticados y láseres para estabilizar, controlar y medir con precisión los diversos parámetros involucrados en el proceso. La estabilidad y precisión de los relojes atómicos han avanzado mucho en campos como la navegación, las comunicaciones, el posicionamiento por satélite, la investigación científica y muchas otras aplicaciones que requieren un cronometraje preciso.
