Anais da Academia Brasileira de Ciências (Jun 2008)
The Brazilian time and frequency atomic standards program
Abstract
Cesium atomic beam clocks have been the workhorse for many demanding applications in science and technology for the past four decades. Tests of the fundamental laws of physics and the search for minute changes in fundamental constants, the synchronization of telecommunication networks, and realization of the satellite-based global positioning system would not be possible without atomic clocks. The adoption of optical cooling and trapping techniques, has produced a major advance in atomic clock precision. Cold-atom fountain and compact cold-atom clocks have also been developed. Measurement precision of a few parts in 10(15) has been demonstrated for a cold-atom fountain clock. We present here an overview of the time and frequency metrology program based on cesium atoms under development at USP São Carlos. This activity consists of construction and characterization of atomic-beam, and several variations of cold-atom clocks. We discuss the basic working principles, construction, evaluation, and important applications of atomic clocks in the Brazilian program.Relógios atômicos de feixe de Césio têm sido a base para diversas aplicações em ciência e tecnologia nas últimas quatro décadas. Testes de leis fundamentais de física, buscas por mínimas variações em constantes fundamentais, sincronização de redes de telecomunicações e o funcionamento do sistema de posicionamento global, baseado em satélites de navegação, não seriam possíveis sem os relógios atômicos. A adoção de técnicas de aprisionamento e resfriamento ópticos tem permitido um grande avanço na precisão dos relógios atômicos. Chafarizes de átomos frios e relógios compactos de átomos frios também têm sido desenvolvidos. Precisões de medida de algumas partes em 1015 foram demonstradas para relógios do tipo chafariz de átomos frios. Apresentamos uma visão geral do programa de metrologia de tempo e freqüência baseado em átomos de césio, em desenvolvimento na USP de São Carlos. Estas atividades consistem na construção e caracterização de relógios do tipo feixe atômico e de outros, utilizando átomos frios. Discutimos os princípios básicos, construção, avaliação e importantes aplicações de relógios atômicos no programa brasileiro.
Keywords
