Este dispositivo mantiene atrapados iones de aluminio y berilio
Foto: NIST

Los estándares internacionales de tiempo y frecuencia actuales miden oscilaciones naturales de los átomos de cesio que caen dentro del rango de frecuencia de las microondas, aproximadamente 9.000 millones de ciclos por segundo. En contraste, las frecuencias ópticas son aproximadamente 100.000 veces más altas, permitiendo dividir el tiempo en unidades más pequeñas. El aluminio ofrecería ventajas con respecto a otros átomos, tales como el mercurio, que está siendo considerado para relojes ópticos atómicos.

Construir un reloj basado en iones de aluminio ha sido inviable hasta ahora porque este átomo no cumple tres de cuatro requisitos indispensables. Oscila entre dos estados de energía diferentes en una frecuencia óptica estable que se puede usar como referencia para el reloj. Sin embargo, el aluminio no puede ser enfriado con los láseres existentes, y su estado cuántico es difícil de preparar y descubrir directamente. El nuevo estudio muestra cómo el berilio puede cumplir estos tres requisitos mientras el aluminio actúa como un reloj.

La técnica en serie podría ser usada para investigar el potencial de varios átomos, tales como el boro y el helio, para su uso en relojes ópticos atómicos. La técnica también se puede usar en experimentos de computación cuántica sobre cómo distribuir información entre tipos diferentes de iones o átomos. Debido a que diferentes átomos responden a frecuencias diferentes de la luz, esto podría mejorar el control de los iones o átomos dentro de un futuro ordenador cuántico.