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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.76.2005.tde-24062008-090738
Documento
Autor
Nome completo
Stella Torres Muller
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2005
Orientador
Banca examinadora
Bagnato, Vanderlei Salvador (Presidente)
Nussenzveig, Paulo Alberto
Pereira, Daniel
Título em português
Estudo da viabilidade de construção de um padrão de freqüência atômico baseado em uma nuvem de átomos frios em expansão
Palavras-chave em português
Átomos frios
Padrão de frequência
Relógio atômico
Resumo em português
Este trabalho relata a construção de um padrão primário baseado em uma nuvem de átomos frios de 133Cs em expansão, além de alguns resultados preliminares. A amostra de átomos de referência é preparada através de uma armadilha magneto-óptica. Durante uma fase de expansão livre os átomos são submetidos a uma seqüência de pulsos de microondas de 9,192631770 GHz, que excitam a transição do estado fundamental que define o segundo como unidade básica do SI, caracterizando o conhecido método de interrogação de campos separados de Ramsey. Ao final do ciclo de funcionamento um laser de prova é usado para detectar, por fluorescência, a quantidade de átomos que sofreram a transição para diferentes valores de freqüência de microondas. A coleta de dados, bem como o controle da seqüência temporal de funcionamento, é feita através de um microcomputador e placas de aquisição de dados. Juntamente com a caracterização inicial desse padrão primário foi realizada a otimização do experimento com respeito à duração dos pulsos de microondas e intervalos de expansão livre. Foram obtidos dados de estabilidade em freqüência, cujos valores apontam para direções bastante promissoras na utilização desse tipo de padrão primário.
Título em inglês
Proof-of-principle for an atomic frequency standard based on a expanding cold atoms cloud
Palavras-chave em inglês
Atomic clock
Cold atoms
Frequency standard
Resumo em inglês
This dissertation describes the construction of an atomic frequency standard based on the expansion of a 133Cs atomic cloud and preliminary results. The atomic sample is prepared in a magneto-optical trap. During the expansion process the atoms are submitted to a sequence of two microwave pulses at 9,192,631,770 Hz to probe the 133Cs ground state transition, which is the primary definition of the second. This method characterizes the well-known two separated oscillatory fields method. Finally, a flash of trapping light detects the atoms that suffered the second transition. The data acquisition, as well as the control of the time sequence, was taken by a microcomputer. With the initial characterization of the primary standard, the optimization of the experiment with respect to the duration of the microwave pulses as well as the intervals between them was done empirically. We have also obtained data of stability in frequency, with results that show a promising use of this type of primary standard.
 
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StellaMuller_M.pdf (3.25 Mbytes)
Data de Publicação
2008-07-04
 
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