La Unidad de Tiempo y el Sistema Internacional de Unidades
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Mauricio López R.
Centro Nacional de Metrología CENAM
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Contenido
0. Introducción
1. La unidad de tiempo
2. El SI y el segundo
3. Peines de frecuencia
4. Relojes ópticos
La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
La persistencia de la memoria, Salvador Dalí, 1931
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0. Introducción
La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Icono del Fuego NuevoCulturas prehispánicas en Mesoamérica
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Mapa de Henricus Martellus, latinizado de Heinrich Hammer Florencia (1489) Coloreado sobre papel, 300 x 470 mm.Fº 68 vº y 69 rº del Add. Ms. 15760 British Library, Londres
Cronómetro de Harrison, 1736
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Sistema Internacional de UnidadesA
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
i
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2
2m2 V
Mecánica Cuántica
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Interacción Radiación-Materia
Física AtómicaElectromagnetismo/Óptica
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
El principio para usar transiciones atómicas como referencias para construir patrones de frecuencia fue propuesto por primera vez por I.
Isaac Rabi de la Universidad de Columbia en los años 1930s
The Nobel Prize in Physics 1944
I. Isaac Rabi
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
The Nobel Prize in Physics 1989
Norman F. Ramsey
La invención del método de los campos oscilantes separados y su aplicación en los relojes atómicos
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
NBS-1, 1952
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Caesium I, 1955 (NPL)Louis Essen
from one second in 300 years to about one second in 2000 years
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La Unidad de Tiempo y el
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NBS-2, 1960
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La Unidad de Tiempo y el
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USD 20,000
Atomichron (Atomic-Cesium) Clock, 1960National Company, IncMalden, Massachusetts
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1. La unidad de tiempo
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Un segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación asociada a la transición hiperfina del estado base del átomo de Cesio-133
13a Conferencia General de Pesas y Medidas
Octubre de 1967
Definición
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Primeros niveles de energía del átomo de Cesio-133
Eléctrica
85
0nm
Electrón Núcleo
9192631770 Hz
F’=5
F’=4
F’=3
F’=2
F’=4
F’=3
F’=4
F’=3
251MHz
200MHz
150MHz
1167MHz
+ Efecto Zeeman
11 subniveles
9 subniveles
7 subniveles
5 subniveles
9 subniveles
7 subniveles
9 subniveles
7 subniveles
+
INTERACCION
EN
ER
GIA
Espín-órbita
62P3/2
62P1/2
62S1/2
10
0GH
z
894n
m
+
No
a es
cala
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Sistema Internacional de Unidades
CsV, NRC
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Alfred Kastler France
École Normale Supérieure, Université de Paris Paris, France b.1902d.1984
La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
The Nobel Prize in Physics 1966
Descubrimiento y desarrollo de métodos ópticos para el estudio de resonancias de radio en átomos
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
CsOP-1, CENAM
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
NIST-7, NIST
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Steven Chu Claude Cohen-
Tannoudji William D. Phillips
USA France USA
Stanford University Stanford, CA, USA
Collège de France; École Normale Supérieure Paris, France
National Institute of Standards and Technology
Gaithersburg, MD, USA b.1948 b.1933 b.1948
The Nobel Prize in Physics 1997
Manipulación de átomos con luz
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Melaza ópticaFuerzas tipo fricción
IL x
y
z KT 1
IL
IL
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Sistema Internacional de Unidades
NIST-F1
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
2. El SI y la Unidad de tiempo
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Tomado de la página web del PTB
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Sistema Internacional de Unidades
Láser de HeNe estabilizado al Yodo para la realización de la unidad de longitud
c
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Efecto Josephson
he
nfV 2
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B (T)
xy ( )
0
500
1000
1500
2000
2500
xx ( )
Efecto Hall Cuántico
2ne
hRH
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La Unidad de Tiempo y el
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Resonancia Magnétca Nuclear
00 2
1B
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
3. Peines de Frecuencia
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Peines de Frecuencia
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f
I(f)
Optical Standard, fHg
f2n=f0+2nfrfn=f0+nfr2
PLL 1
fr
Femtosecond laser + microstructure fiber
PLL 2
fr m
ff Hg
r m = 106
Peines de FrecuenciaPeines de Frecuencia
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
4. Relojes Ópticos
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Trampa de iones de estroncio del NRC
Relojes Ópticos
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
1
)(0 Nf
f
Límite cuántico de estabilidad
Tiempo de promediación / s
Des
viac
ión
de A
llan
(
)
![Page 38: La Unidad de Tiempo y el Sistema Internacional de Unidades](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022081503/5681522b550346895dc07454/html5/thumbnails/38.jpg)
La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Niveles de energía de iones de mercurio
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La Unidad de Tiempo y el
Sistema Internacional de Unidades
Trampa de iones de estroncio del NRC
Relojes Ópticos
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Mauricio López R.
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