Wigner Time: dall’intento sperimentale al controllo di laboratorio in tempo reale

Abstract degli autori

Il controllo multi-dispositivo con temporizzazione precisa in fisica atomica, molecolare e ottica è affidato a sistemi specializzati in tempo reale, che impongono un proprio modo di descrivere l’esperimento: un programma basato su un clock globale, in cui il confine di ogni fase è un tempo assoluto calcolato a partire da tutto ciò che lo precede. Descrizioni di questo tipo sono strettamente interconnesse — modificare una fase influisce su tutte quelle successive — e di conseguenza è difficile riutilizzarle, esaminarle o trasferirle altrove. Presentiamo Wigner Time, un pacchetto Python in cui la procedura sperimentale è invece rappresentata come dati: una tabella di aggiornamenti temporizzati, composta combinando funzioni e riferita a punti nominati dell’esperimento, anziché a istanti assoluti. L’hardware entra in gioco solo nella fase finale di conversione, lasciando la descrizione leggibile e indipendente dal back-end. Wigner Time è stato utilizzato per gestire due apparati per atomi freddi per oltre due anni; in questo contesto, spostare il calcolo fuori dal programma in tempo reale ha migliorato di cinque volte la risoluzione temporale raggiungibile. Il progetto è applicabile a qualsiasi ambito che richieda una temporizzazione precisa per più dispositivi.