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Relógio atómico, tipo de relógio que usa certas frequências de ressonância de átomos (geralmente césio ou rubídio) para manter o tempo com extrema precisão. Os componentes eletrônicos dos relógios atômicos são regulados pela freqüência da radiação eletromagnética de microondas. Só quando esta radiação é mantida a uma frequência altamente específica é que induz a transição quântica (mudança de energia) dos átomos de césio ou rubídio. Em um relógio atômico essas transições quânticas são observadas e mantidas em um laço de realimentação que apara a freqüência da radiação eletromagnética; como os eventos recorrentes em outros tipos de relógios, essas ondas são então contadas.
Em 1967 a 13ª Conferência Geral de Pesos e Medidas redefiniu a segunda, a unidade de tempo no Sistema Internacional de Unidades, em termos do padrão de césio, de modo a igualar o segundo do Tempo da Efeméride. A conferência definiu a segunda como “a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado do solo do átomo de césio-133”
até os anos 90 o relógio atômico de feixe de césio era o padrão mais preciso de tempo e freqüência atômica. O princípio subjacente ao relógio de césio é que todos os átomos de césio-133 são idênticos e, quando absorvem ou libertam energia, produzem radiação exactamente da mesma frequência, o que torna os átomos em relógios perfeitos. Desde essa altura, laboratórios em todo o mundo têm melhorado continuamente a precisão dos relógios atómicos com fonte de césio. Estes relógios recebem o seu nome do movimento tipo fonte do gás de césio que os constitui. O processo de cronometragem começa com a introdução do gás de césio numa câmara de vácuo e o direcionamento de seis lasers infravermelhos (localizados em ângulos retos uns aos outros) para compactar e resfriar (retardar) os átomos de césio a uma temperatura próxima a zero absoluto. Em seguida, dois lasers verticais são usados para empurrar os átomos para cima cerca de um metro (criando uma “fonte”) através de uma cavidade cheia de microondas. A freqüência de microondas é ajustada para maximizar a fluorescência observada, que ocorre na freqüência de ressonância natural (9.192.631.770 Hz) do átomo de césio. Como a ida e volta através da cavidade de microondas demora cerca de um segundo, o controle da freqüência de microondas resultou em uma maior precisão na cronometragem. Prevê-se agora que os melhores relógios atómicos de cesium fountain estejam desligados em menos de um segundo em mais de 50 milhões de anos.
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