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 Reloj Atomico.

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Nikorey



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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Jue 9 Ene 2014 - 16:39

Si bien todo esto aún es muy de laboratorio, comparto una nota sobre el tema de los nanorelojes.

Científicos del Centro Atómico Bariloche crean nano-relojes de alta precisión
Fecha: año 2012
Fuente:http://www.elcomahueonline.com.ar

Bariloche – Científicos del Centro Atómico Bariloche (CAB) desarrollaron una nueva técnica que estabiliza la frecuencia en los nano-relojes. Mediante este avance, será posible la fabricación de sistemas de medición de tiempo más exactos para ser usados en dispositivos muy sensibles que van desde microprocesadores hasta satélites.

Cuando hablamos de nano-relojes, nos referimos a la construcción de objetos a escalas muy pequeñas, equivalentes al tamaño de unos pocos átomos. Para estos desarrollos, lograron crear un nuevo mecanismo de control de frecuencia que los estabiliza.

Los nanocomponentes son utilizados para optimizar la economía de recursos o por la función propia del objeto. Por ejemplo, un robot que tiene que introducirse dentro del cuerpo humano, tiene que ser lo suficientemente pequeño para poder transitar por el organismo según los requerimientos médicos. Estos dispositivos electrónicos tienen relojes en su interior -de dimensiones inferiores a las milimétricas, construidos en nanómetros y micrones- que se utilizan para medir el tiempo, pero también para sincronizar tareas y procesos. El nanómetro es la unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro.

El doctor Damián Zanette, del Centro Atómico Bariloche, dependiente de la Comisión Nacional de Eenergía Atómica, llevó adelante el análisis matemático y teórico para llegar a este logro, acompañado por los profesionales Darío Antonio y Daniel López (este último ahora en Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory, Estados Unidos), quienes se ocuparon del aspecto experimental con microosciladores para solucionar los inconvenientes propios de la fabricación de nano-relojes.

Los relojes comunes se basan en un cristal de cuarzo, que de hecho es un oscilador, es decir un objeto físico que vibra y sus vibraciones son usadas como patrón. El cuarzo se encuentra encerrado en un cristal encapsulado, que ante la necesidad de construirlo a escala pequeña, se dificulta hacerlo.

“Los osciladores de los nano-relojes consisten en una barrita microscópica de silicio integrada al circuito, así desde el punto de vista de la construcción se simplificaría mucho. Sin embargo, en los nano-relojes la simplificación trae aparejado otro inconveniente, porque desde el punto de vista mecánico, el oscilador es no-lineal, y en la practica la frecuencia depende de la amplitud. Había que resolver ese problema, ya que la frecuencia no puede depender de cuan amplia es la oscilación”, explicó Zanette.

Lo que inventaron, es una técnica para estabilizar la frecuencia de los osciladores. La misma consiste en acoplar diferentes modos de oscilación del vibrador de forma tal que cuando el modo principal empieza a variar su frecuencia (efecto indeseado), parte de la energía de ese, sea transferida a otros modos de oscilación (el modo transversal que es el patrón de frecuencia pasa energía a uno torsional).

Es un efecto violento de estabilización de la frecuencia de solución inmediata. En condiciones normales, una partícula de suciedad haría variar la frecuencia, en cambio ahora se transfiere la diferencia indeseada de energía.

Los osciladores de los nano-relojes son objetos pequeños que tienen la ventaja de ir integrados a los circuitos. La fabricación se hace en el momento de imprimir el circuito.

Además, estos cuentan con la particularidad de tener un circuito eléctrico de realimentación del oscilador, ya que parte de la energía realimenta la oscilación que se mantiene indefinidamente mientras dure la batería.

Varias empresas expresaron su interés en implementarlo, que no está regulado por una patente, es de dominio público. Los motivos de su implementación son prácticos y económicos.

Las utilidades son variadas como la disminución del peso de un satélite, quitando componentes no esenciales, aliviana los dispositivos de comunicación, permitiendo, por ejemplo, que los teléfonos celulares sean un accesorio más y no una carga a trasladar.

Esta metodología innovadora “es una pequeña contribución dentro de un área tecnológica que avanza a pasos agigantados. Solo en el Centro Atómico Bariloche hay un grupo experimental grande que se encarga de la programación y de la construcción de micromáquinas. Las aplicaciones futuras en técnicas medicas, biológicas, industriales, son infinitas”, auguró Zanette.
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oscarlivy



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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Jue 9 Ene 2014 - 19:41

Nunca dejan de sorprendernos... muy bueno.
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Néstoran



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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Vie 10 Ene 2014 - 0:58

que usen de estos, son un fierro....
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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Vie 10 Ene 2014 - 1:08

Julio, por ahora dejemos de lado lo de enviar sondas interplanetarias, realmente sería algo muy sencillo de resolver si decidieramos hacerlo, tal vez aún más que poner un satélite en orbita geosincrónica, dicho esto teniendo en cuenta que antes de esas 2 cosas tal vez estemos más cerca de tener las naves de hipervelocidad de las que Menem hablaba frente a los chicos norteños que todavía estaban sin agua potable o cloacas en sus casas...

Lo que no tiene en cuenta en su planteo sobre las trayectorias interorbitales es que las órbitas se definen de acuerdo a la función del satélite y a las características del mismo, un satelite de comunicaciones deberá tener una órbita geosincrónica porque es la que mejor le permite cumplir su función, pero uno de espionaje o de control de recursos naturales tendrá que tener una orbita baja que le permita la mayor cantidad de pasadas sobre determinada área de interés. En el caso de los satélites utilizados para posicionamiento terrestre, funcionan en orbitas intermedias sincronizadas, relativamente bajas (20.200 km para el GPS, 23.616 km para Galileo y 19.100 km para el GLONASS), con excepción del sistema chino BeiDou, que es de tipo geoestacionaria pero limitada por ese motivo a un determinada área de cobertura.

Como el mantenerse en una órbita dada un cuerpo depende en el equilibrio entre las fuerzas centrífugas que lo alejan de la Tierra y centrípetas que lo atraen hacia ella por gravedad, se debe calcular la velocidad orbital óptima para que ambas se encuentren equilibradas. Una velocidad o peso mayor al requerido alejarían al objeto de la Tierra, y viceversa si la velocidad o el peso menor. Por ende, en realidad son muy pocas las aplicaciones en donde un satelite se vería obligado a cambiar de orbita, y para hacerlo tendría que ajustar precisamente sus parámetros de altura, rumbo, inclinación y velocidad sino la pérdida del mismo sería inevitable.

En el ejemplo que Ud sacó de la página española dinámica celeste en relación a la órbita de transferencia de Hohmann, como dice en la misma su uso simplemente se realiza para el posicionamiento del satélite en orbita geosincrona, pero no dice que la otra aplicación de este principio es para el cálculo de caida de los satélites, la que generalmente se realiza sin ayuda de motores dado que se trata de aprovechar la mera fuerza de gravedad. Si le interesa poner en órbita satélites con aquel tipo de orbita, sea el altura de Clarke o buscando analemas con las elípticas, seguramente va a necesitar un satelite monolítico de gran peso porque necesitan motores no solo para entrar en la orbita deseada, sino también para mantenerse en la misma, ya que a alturas altas e intermedias los campos gravitatorios de otros cuerpos celestes, así como el viento solar, varían constantemente las condiciones de tránsito orbital, las que deben ser corregidas a menudo por el satélite.

Para los cuerpos en órbita baja estos problemas son un poco menos significativos, pero por contrapartida se produce una leve resistencia atmosférica que, si no es convenientemente calculada, reducirá mucho la velocidad del cuerpo precipitándolo a Tierra antes de lo previsto. Esto provoca que sea muy difícil mantener en sincronía a varios satélites de tipo segmentado, lo que aumenta la probabilidad de fallos.

Sintetizando, para la maniobra orbital de los satélites en órbitas medias y altas es necesario que los mismos dispongan de su propio sistema de propulsión, pero ello implica que se deba utilizar una arquitectura de tipo monolítica con gran peso propio del artefacto, o sea algo que por ahora está fuera de las posibilidades del programa espacial argentino de acuerdo a las posibilidades que dan los programas en curso. Si queremos disponer de esta tecnología en el mediano plazo, necesitamos indefectiblemente de ayuda externa, aunque sea para lanzar el satélite, aún funcionando el Tronador II de acuerdo a lo previsto.

Saludos
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Invitado
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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Vie 10 Ene 2014 - 1:38

Cada vez que llamamos al 113 nos atiende una grabación realizada en el año 1981 por la locutora Alicia Infante, en la cual transmite la hora de un reloj atómico instalado en el Observatorio Naval Buenos Aires (ONBA) que se encuentra cercano al CINAR, justo enfrente de la ex Ciudad Deportiva de Boca Juniors. Allí funciona desde el año 2006 un reloj atómico estadounidense del tipo Symmetricom (ex HP) AG-5071A, que en su momento requirió de una inversión de u$s 60.000. Ese reloj, al igual que todos los demás atómicos de referencia, funcionan en base a la descomposición de Cesio 133, elemento con el que se logra obtener variaciones de frecuencia registrables de "casi" exactamente 1 segundo, y en este caso el "casi" corresponde a un error de 1 segundo cada 3.000 años.

Reloj atómico Symmetricom AG-5071A del ONBA - Fuente original de la imagen ARA

Si le interesa saber como trabajan técnicamente este tipo de relojes y sus aplicaciones le recomiendo este artículo: Bauch: Cesium Atomic Clocks, pero en general deberá utilizar hora confiable en todo lo que tenga que ver con sincronizar tiempos, especialmente en comunicaciones, informática, operaciones de transporte, etc.

Saludos
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JSK10



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MensajeTema: Reloj Atomico.   Vie 10 Ene 2014 - 2:28



Debe ser el reloj que le regalan en Argentina (diseño gaucho) a Michael Gross en tremors 3 jajajaajajaj de premio por exterminar los graboides en el Chaco. Tiene un error de nanosegundo, da la temperatura, tiene brújula, da la hora exacta en cualquier lugar del mundo y se conecta con centros de medición de todo el mundo jaajjajajajajajajj
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Nikorey



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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Vie 10 Ene 2014 - 19:03

En realidad el título de esta sección debería ser "Relojes atómicos y nanorelojes", ya que no son lo mismo.
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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Lun 29 Sep 2014 - 7:56

¡Genial el artículo!
Entre lo que tenemos actualmente y lo que se está estudiando hay años luz es increíble la ciencia como está evolucionando.

Saludos
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MensajeTema: Re: Reloj Atomico.   Hoy a las 11:05

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