¿Cómo se obtienen las marcas de un reloj a partir de la señal de microondas de un reloj atómico?

Question

Tengo entendido que en un reloj atómico hay una señal de microondas que está bloqueada a la frecuencia de la rotación atómica. Sin embargo, si uno quiere extraer ticks de tiempo de la señal de microondas:

$v(t) = V_0 [1+\alpha (t)] cos[2 \pi v_0 t + \phi (t)]$ (se muestra a continuación) 1 ,

parece que tenemos que asignar un tick de nuestro reloj cuando la señal cruza algún umbral o cuando la señal alcanza un pico ( $\frac{dv}{dt} = 0$ ). Sin embargo, al elegir uno de ellos, tus ticks serán susceptibles a las fluctuaciones de amplitud o fase, respectivamente. Entonces, ¿cuál es la norma que se utiliza en los relojes atómicos y por qué (es decir, quizá las fluctuaciones de amplitud son menores que las de fase o viceversa)?

1 Tabla de ruido de fase y varianzas de dos muestras de Enrico Rubiola ( http://rubiola.org/pdf-static/Enrico 's-chart-EFTS.pdf)

Answer 1

En metrología temporal siempre se utiliza el paso por cero, ya que es independiente de las variaciones de amplitud. En el pasado, el ruido de amplitud era uno o dos órdenes de magnitud peor que el ruido de fase, pero esto ya no es necesariamente cierto. Y un oscilador bien diseñado tendrá un ruido de amplitud comparable a su ruido de fase.

Y sí, hay cierta incertidumbre al utilizar los pasos por cero debido al ruido de fase. Pero se trata de un límite bastante fundamental. Ninguna medición está libre de ruido y, por tanto, todas las mediciones tienen una incertidumbre. La incertidumbre de los relojes atómicos se manifiesta en el ruido de fase. La caracterización y evaluación de las propiedades de ruido de fase de los relojes atómicos es una parte importante de su diseño y mantenimiento.