estándar de cesio
El patrón de cesio es un patrón de frecuencia primario en el que la absorción de fotones por transiciones entre los dos estados fundamentales hiperfinos de los átomos de cesio-133 se utiliza para controlar la frecuencia de salida. El primer reloj de cesio fue construido por Louis Essen en 1955 en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido. [1] y promovido en todo el mundo por Gernot MR Winkler del Observatorio Naval de los Estados Unidos .
Los relojes atómicos de cesio son uno de los estándares de tiempo y frecuencia más precisos, y sirven como el estándar principal para la definición del segundo en el Sistema Internacional de Unidades (SI) (la forma moderna del sistema métrico ). Por definición, la radiación producida por la transición entre los dos estados fundamentales hiperfinos del cesio (en ausencia de influencias externas como el campo magnético de la Tierra) tiene una frecuencia, Δ ν Cs , de exactamente9 192 631 770 Hz . Ese valor se eligió para que el segundo de cesio igualara, hasta el límite de la capacidad de medición humana en 1960 cuando se adoptó, el segundo efeméride estándar existente basado en la órbita de la Tierra alrededor del Sol . [2] Debido a que ninguna otra medida relacionada con el tiempo había sido tan precisa, el efecto del cambio fue menor que la incertidumbre experimental de todas las medidas existentes.
Si bien la segunda es la única unidad base que se define explícitamente en términos del estándar de cesio, la mayoría de las unidades SI tienen definiciones que mencionan la segunda u otras unidades definidas usando la segunda. En consecuencia, cada unidad base excepto el mol y cada unidad derivada nombrada excepto el coulomb, ohm, siemens, weber, gray, sievert, radian y sterradian tienen valores que están implícitamente definidos por las propiedades de la radiación de transición hiperfina de cesio-133. Y de estos, todos menos el mol, el culombio y el radián y el estereorradián adimensionales están definidos implícitamente por las propiedades generales de la radiación electromagnética.
La definición oficial de la segunda fue dada por primera vez por el BIPM en la 13ª Conferencia General de Pesos y Medidas en 1967 como: " La segunda es la duración de9 192 631 770 períodos de la radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. " En su reunión de 1997, el BIPM agregó a la definición anterior la siguiente especificación: " Esta definición se refiere a un átomo de cesio en reposo a una temperatura de 0 K. " [3]
El BIPM reafirmó esta definición en su 26.ª conferencia (2018), " La segunda se define tomando el valor numérico fijo de la frecuencia de cesio ∆Cs, la frecuencia de transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio 133, como 9 192 631 770 cuando se expresa en la unidad Hz, que es igual a s –1 . ” [4]
