El tiempo, esa corriente invisible que rige nuestras vidas, puede parecer una entidad continua e inalterable. Pero en los laboratorios más avanzados del mundo, los científicos no solo lo desafían, sino que lo diseccionan en fragmentos tan minúsculos que escapan a nuestra imaginación.
La búsqueda por medir el instante más breve nos ha llevado a un viaje fascinante por la física cuántica, revelando los límites de lo que es posible capturar. La gran pregunta es: ¿hasta dónde podemos llegar?
Mediciones en el reino de los zeptosegundos
La unidad de tiempo más pequeña jamás medida por el ser humano se llama zeptosegundo. Para que te hagas una idea, es la miltrillonésima parte de un segundo. Un uno seguido de 20 ceros después del punto decimal.
En un solo segundo, hay más zeptosegundos de los que segundos han transcurrido desde el Big Bang. Es una cifra que solo tiene sentido en el mundo subatómico, donde las partículas se mueven a velocidades casi incomprensibles. En este reino, la luz, que viaja a 300,000 kilómetros por segundo, apenas logra recorrer el diámetro de un átomo de hidrógeno en un zeptosegundo.
Este hito experimental se logró en 2020, cuando un equipo de investigadores decidió «cronometrar» la partícula más rápida conocida: el fotón. Su objetivo era medir cuánto tiempo le tomaba a un fotón cruzar una molécula de hidrógeno.
La tarea era monumental, ya que el evento ocurre en una fracción de tiempo tan corta que era imposible de registrar con los métodos tradicionales. Era como intentar fotografiar una bala con un obturador que se abre y cierra en cámara lenta.
La solución vino de la mano de un instrumento de alta precisión llamado microscopio de reacción COLTRIMS. Esta herramienta no es un microscopio tradicional, sino un detector de partículas ultrasensible.
Los científicos lanzaron un pulso de rayos X sobre una molécula de hidrógeno para «disparar» los dos electrones que la componen. El microscopio COLTRIMS midió la energía y la dirección de estos electrones expulsados, permitiendo a los científicos reconstruir el momento exacto de la interacción.
El análisis de los datos reveló que el fotón tardó un promedio de 247 zeptosegundos en atravesar la molécula. Este resultado no solo rompió un récord mundial, sino que también abrió una nueva ventana a la dinámica de los electrones y las fuerzas que los rigen.
Observar estos procesos a esta escala nos da una comprensión más profunda de las reacciones químicas y la física de materiales, con aplicaciones que van desde la creación de nuevos fármacos hasta el desarrollo de tecnologías más eficientes.
El límite teórico: el tiempo de Planck
Pese a esta increíble hazaña, el zeptosegundo no es el límite final del tiempo. La física teórica nos plantea una unidad aún más diminuta, considerada la barrera infranqueable de la medición: el tiempo de Planck. Esta cifra es tan pequeña, unos 5,39×10 −44 segundos, que está muy lejos del alcance de cualquier instrumento actual o futuro imaginable.
El tiempo de Planck es el «cuanto» de tiempo, el intervalo más pequeño en el que las leyes conocidas de la física tienen sentido. Si intentaras medir algo más pequeño, te encontrarías con la necesidad de una teoría unificada que combine la mecánica cuántica con la relatividad general, algo que los científicos aún no han logrado. En esta escala, el espacio-tiempo se vuelve tan distorsionado y fluctuante que pierde su naturaleza continua y se convierte en algo más fundamental y misterioso.
Entender estos límites, tanto los medidos como los teóricos, nos permite apreciar la complejidad del universo en sus escalas más profundas. Nos enseña que incluso el concepto del tiempo, que damos por sentado, tiene un final. Y en esa frontera de lo conocido, la ciencia sigue avanzando, desvelando poco a poco los secretos de la realidad.