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Reloj atómico, tipo de reloj que utiliza ciertas frecuencias de resonancia de los átomos (normalmente de cesio o rubidio) para mantener la hora con extrema precisión. Los componentes electrónicos de los relojes atómicos están regulados por la frecuencia de la radiación electromagnética de microondas. Sólo cuando esta radiación se mantiene a una frecuencia muy específica, induce la transición cuántica (cambio de energía) de los átomos de cesio o rubidio. En un reloj atómico, estas transiciones cuánticas se observan y se mantienen en un bucle de retroalimentación que ajusta la frecuencia de la radiación electromagnética; al igual que los eventos recurrentes en otros tipos de relojes, estas ondas se cuentan entonces.
En 1967 la 13ª Conferencia General de Pesas y Medidas redefinió el segundo, la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades, en términos del estándar de cesio para que fuera igual al segundo del Tiempo de Efemérides. La conferencia definió el segundo como «la duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado básico del átomo de cesio-133.»
Hasta la década de 1990 el reloj atómico de haz de cesio era el estándar más preciso de tiempo y frecuencia atómicos. El principio en el que se basa el reloj de cesio es que todos los átomos de cesio-133 son idénticos y, cuando absorben o liberan energía, producen una radiación de exactamente la misma frecuencia, lo que hace que los átomos sean relojes perfectos. Desde entonces, los laboratorios de todo el mundo han mejorado constantemente la precisión de los relojes atómicos de fuente de cesio. Estos relojes deben su nombre al movimiento de fuente del gas cesio que los compone. El proceso de cronometraje comienza introduciendo gas de cesio en una cámara de vacío y dirigiendo seis láseres infrarrojos (situados en ángulo recto) para compactar y enfriar (ralentizar) los átomos de cesio hasta una temperatura cercana al cero absoluto. A continuación, se utilizan dos láseres verticales para empujar los átomos hacia arriba aproximadamente un metro (creando una «fuente») a través de una cavidad llena de microondas. La frecuencia de las microondas se ajusta para maximizar la fluorescencia observada, que se produce a la frecuencia de resonancia natural (9.192.631.770 Hz) del átomo de cesio. Dado que el viaje de ida y vuelta a través de la cavidad de microondas tarda aproximadamente un segundo, el control de la frecuencia de microondas ha dado lugar a una mayor precisión en la medición del tiempo. Ahora se prevé que los mejores relojes atómicos de fuente de cesio se desvíen menos de un segundo en más de 50 millones de años.
Encyclopædia Britannica, Inc.