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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.76.2004.tde-17012008-161241
Document
Author
Full name
Daniel Varela Magalhães
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2004
Supervisor
Committee
Bagnato, Vanderlei Salvador (President)
Cesar, Cláudio Lenz
Leite, José Roberto Rios
Sartori, José Carlos
Zilio, Sérgio Carlos
Title in Portuguese
Desenvolvimento de uma fountain atômica para utilização como padrão primário de tempo
Keywords in Portuguese
Átomos frios
Física atômica
Metrologia de tempo e frequência
Padrão atômico
Relógio atômico
Abstract in Portuguese
Tendo por objetivo principal a implementação de um laboratório de pesquisa em tempo e freqüência, tomamos como primeiro alvo a ser alcançado a realização da definição primária do segundo, conforme estabelecido pelo BIPM, baseado no átomo de 133CS. Seguindo os passos nessa linha de pesquisa, o laboratório construiu um primeiro padrão baseado em feixe efusivo e operado opticamente. Atualmente, os sistemas com maior capacidade de determinação do segundo são os padrões de átomos frios, denominados chafarizes, dado o seu esquema de funcionamento. O objetivo principal desse trabalho foi o desenvolvimento de um padrão de tempo e freqüência baseado em um sistema de átomos frios, passando por todas as fases de sua implementação. Tais fases dizem respeito à construção de sistemas de controle de lasers de diodo, síntese de freqüências, avaliação de sinais de tempo e freqüência e controle e aquisição dos sinais de interrogação atômica. Adicionada a isso a necessidade de estabelecer um ambiente próprio ao desenvolvimento de tal experimento. Os resultados observados até aqui permitem que sejam estabelecidas novas metas, em busca do refinamento desse padrão. Além disso, os tipos de sistemas abordados são passíveis de utilização no desenvolvimento de outros padrões, tanto primários como secundários, sendo requisitos fundamentais no estabelecimento de metrologia científica de tempo e freqüência.
Title in English
Development of an atomic fountain to user as a primary time standard
Keywords in English
Atomic clock
Atomic Physics
Atomic Standard
Cold atoms
Time and frequency metrology
Abstract in English
Having as a main goal the implementation of a research laboratory in time and frequency, we set the first target to be reached the realization of the primary definition of the second, as stated by BIPM, based on the 133CS atom. Following the steps in this research line our laboratory constructed a first standard based on an effusive beam optically operated. Nowadays, the most capable systems in the determination of the second are the cold atoms standards, called fountains, due to their operation mode. The main subject of this thesis is the development of a time and frequency standard based in cold atoms doing all the steps to implement it. These steps concern to the construction of diode lasers control systems, frequency synthesis, time and frequency signal characterization and atomic interrogation signal acquisition, added the need to the establishment of an appropriate environment to develop such experiment. The observed results until now allowed the determination of the new goals in the search of the standard refinement. Moreover, the kind of systems described here can be used in the development of other standards, either primary or secondary, being fundamental requisites in the establishment of time and frequency scientific metrology.
 
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DanielMagalh.pdf (7.53 Mbytes)
Publishing Date
2008-01-18
 
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