Última actualización: 24/04/2023


Curso Académico: 2023/2024

Metrología cuántica
(19577)
Máster Universitario en Tecnologías e Ingeniería Cuánticas (Plan: 476 - Estudio: 379)
Escuela de Ingeniería y Ciencias Básicas


Coordinador/a: ACEDO GALLARDO, PABLO

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Tecnología Electrónica

Tipo: Obligatoria
Créditos: 3.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Sensores y Sistemas Clásicos de Instrumentación
Objetivos
Conocer los efectos cuánticos que son la base para la definición de unidades del SI. Conocer el estado del arte en la aplicación metrológica de las tecnologías cuánticas. Conocer las tecnologías cuánticas para la realización de las unidades de frecuencia, temperatura, tensión y resistencia. Adquirir experiencia en la realización práctica de estos patrones en laboratorio.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
En esta materia se presentará el estado del arte en la aplicación de la cuántica en metrología. Se describirán los efectos cuánticos que son la base de la realización de las unidades de frecuencia, temperatura, tensión y resistencia (SI) y las tecnologías para su realización. En este ámbito se presentarán al alumno estas nuevas técnicas, destacándose las realizaciones prácticas que se mantienen en el Centro Español de Metrología (CEM) y en las que el alumno tendrá la oportunidad de experimentar en los laboratorios del CEM. 1. Introducción. La evolución del sistema internacional de unidades hacia la física cuántica. La Metrología cuántica en la iniciativa Flag-ship. La red europea de Metrología cuántica, plan estratégico. La Metrología cuántica y la normalización. (1 sesión). 2. Patrón cuántico de frecuencia. (1 sesión). 3. Patrones cuánticos de temperatura. (1 sesión). 4. Patrón cuántico de resistencia. (1 sesión) 5. Patrón cuántico de intensidad de corriente. (1 sesión). 6. Patrón cuántico de tensión eléctrica (1 sesión) 7. Prácticas de laboratorio en los efectos Hall cuántico, Josephson y sus aplicaciones (4 sesiones). 8. Prácticas de laboratorio de patrón cuántico de temperatura (2 sesión). 9. Presentación de los trabajos (1 sesión).
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
Clase teórica Tutorías Prácticas de laboratorio Trabajo en grupo Trabajo individual del estudiante.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40

Bibliografía básica
  • Clark A. Hamilton, Charles Burroughs, and Kao Chieh. . Operation of NIST Josephson Array Voltage Standards. . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4959396/..
  • Klaus von Klitzing. 25 Years of Quantum Hall Effect (QHE) A Personal View on the Discovery, Physics and Applications of this Quantum Effect. . http://www.bourbaphy.fr/klitzing.pdf..
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  • Stephan Bauer, Ralf Behr, Jonas Herick, Oliver Kieler, Marco Kraus, Hao Tian, Yoawaret Pimsut and Luis Palafox. Josephson voltage standards as toolkit for precision metrological applications at PTB.. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6501/aca5a5..
  • T. Briant, et al. Photonic and optomechanical thermometry. MPDI Optics, 2022, 3, 159¿176. https://doi.org/10.3390/opt3020017.
  • W. Poirier,a) F. Lafont, S. Djordjevic, F. Schopfer, and L. Devoille.. A programmable quantum current standard from the Josephson and the quantum Hall effects. https://arxiv.org/pdf/1310.3172.pdf..
  • . SI Brochure ¿ 9th edition (2019) ¿ Appendix 2 20 May 2019 on the Mise en pratique for the ampere and other electrical units in the SI. https://www.bipm.org/en/publications/mises-en-pratique/.
  • . SI Brochure ¿ 9th edition (2019) ¿ Appendix 2 20 May 2019 on the Mise en pratique for the definition of the kelvin in the SI. https://www.bipm.org/en/publications/mises-en-pratique/.
  • B. Jeckelmann and B. Jeanneret.. The Quantum Hall Effect as an Electrical Resistance Standard. . http://www.bourbaphy.fr/jeanneret.pdf..

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.