&bala; Física 18, S108
Um novo projeto experimental elimina a melhor fonte de incerteza do relógio.
Os relógios ópticos da treliça (OLCs) estão entre os melhores relógios atômicos do mundo. Sua maior fonte de incerteza resulta da onipresente radiação do corpo negro (BBR). Agora Youssef Hassan, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, no Colorado e seus colegas, demonstraram um OLC criogênico com um escudo de radiação que praticamente elimina a incerteza associada à BBR (1). Os pesquisadores esperam que esse design da OLC permita grandes melhorias na precisão do relógio.
Em um OLC, centenas a dezenas de milhares de átomos são alinhados em uma treliça 1D formada por um feixe de laser. Um segundo feixe (relógio), cuja frequência pode ser ajustada, depois excita os átomos a um estado quântico específico. A frequência do relógio que maximiza o número de átomos que fazem a transição outline a “taxa de ticking” do OLC. BBR perturba os estados quânticos dos átomos e diminui a precisão do OLC.
Hassan e seus colegas suprimem o BBR resfriando o ambiente imediato dos átomos para 77 Okay, embora os OLCs criogênicos não sejam novos. Mas o bloqueio de BBR externo e de temperatura ambiente é um desafio porque a câmara experimental precisa de aberturas através das quais carregar átomos e enviar vigas a laser.
Y. Hassan/Nist
A equipe projetou um escudo de radiação com dois componentes principais – uma estrutura externa fixa e uma esfera interna rotativa. Ao preparar os átomos, a esfera é orientada com várias aberturas alinhadas com janelas e aberturas na estrutura externa. Mas antes de ligar a viga do relógio, a esfera é girada para bloquear quase todo o BBR externo de temperatura ambiente. Alguns BBR externos ainda vazam através de duas janelas em lados opostos da esfera, necessários para as feixes de treliça e relógio. No entanto, os pequenos tamanhos das janelas e a transmissão infravermelha baixa do vidro resultam na supressão do BBR externo para cerca de um milionésimo da quantidade que estaria presente sem o escudo.
–David Ehrentein
David Ehrenstein é um editor sênior de Revista de Física.
Referências
- YS Hassan et al.“Relógio de treliça óptica criogênica com 1,7 × 10–20 Radiação de corpo negro Stark incerteza, ” Phys. Rev. Lett. 135063402 (2025).
