(EEUU) Investigadores del National Institute of Standards and Technology (NIST), uno de los más antiguos laboratorios físicos de Estados Unidos, anunciaron una mejora de su reloj atómico, que lo convierte en el más preciso del mundo hasta la fecha.
Basado en una tecnología óptica con iones de aluminio y magnesio, este dispositivo es capaz de medir el tiempo con una exactitud sin precedentes, alcanzando la decimonovena cifra decimal.
La clave de este logro reside en una técnica conocida como espectroscopía de lógica cuántica, donde el ion de magnesio enfría y permite manipular el comportamiento del ion de aluminio, que es extremadamente estable, pero complejo de controlar con láser. Gracias a esta combinación, el sistema supera ampliamente la estabilidad ofrecida por los tradicionales relojes de cesio.
Forma parte de la última generación de relojes ópticos atómicos y, midiendo las pequeñas vibraciones del ion de aluminio atrapado y enfriado hasta casi el cero absoluto, el reloj calcula los segundos con una precisión de 19 decimales, explicaron los científicos en un comunicado, tras publicar sus resultados en Physical Review Letters.
El nuevo reloj exhibe una precisión 41 % mayor que la del récord anterior, ganando o perdiendo un segundo en 57.600 millones de años. Además, es 2,6 veces más estable que sus predecesores.
O dicho de otro modo, quizás más claro y también más impresionante: “Se trata de un reloj que tiene una precisión de un segundo durante varias veces la edad actual del universo”, destaca la revista de tecnología New Atlas.
Los relojes de cuarzo, los más comunes hoy en día, usan vibraciones de un cristal de cuarzo que oscilan a una frecuencia constante cuando se le aplica una corriente eléctrica, que se obtiene de una batería o célula solar.
Pero la ciencia ya ha llevado la medición del tiempo a niveles completamente nuevos: los relojes atómicos, que aprovechan la capacidad de ciertos átomos, como los de cesio, para vibrar a una frecuencia extremadamente constante al ser excitados por microondas o láseres.
Desde 1967, la definición de un segundo se basa en la oscilación de las partículas de los átomos de cesio 133, que se comportan como un péndulo que “oscila” más de 9 mil millones de veces por segundo.
Ahora, los relojes ópticos se anuncian como la próxima generación de relojes atómicos: aún más precisos, pues miden el tiempo contando las oscilaciones de la luz, en lugar de las frecuencias de microondas que cuentan los relojes atómicos tradicionales.
Los relojes ópticos usan láseres para excitar los átomos de forma controlada a frecuencias ópticas, mucho más altas que las frecuencias de microondas.
Como se asegura en el artículo que da a conocer el dispositivo, el cual ha sido publicado en la revista Physical Review Letters, el sistema se sincroniza mediante un peine de frecuencias, lo que permite transferir la estabilidad del láser al reloj óptico de aluminio. Esta mejora no solo potencia la precisión, sino que también convierte el dispositivo en una herramienta útil para investigaciones geodésicas y físicas.
Este avance posiciona al NIST a la vanguardia del esfuerzo internacional para redefinir el segundo. La utilización del aluminio permite una medición menos sensible a factores ambientales, como temperatura o campos magnéticos, características que lo convierten en un candidato ideal para establecer un nuevo patrón temporal.
“Es emocionante trabajar en el reloj más preciso jamás construido”, dijo Mason Marshall, autor principal del proyecto, que ha tardado dos décadas en llegar a este punto.
“El propósito de construir un reloj tan ultrapreciso va más allá de simplemente batir nuevos récords. La tecnología moderna se basa en gran medida en relojes precisos. De hecho, Internet y los sistemas de navegación modernos no podrían funcionar sin ellos”, advierte este portal científico.
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Así que esta nueva generación de relojes podría llegar a establecerse como nueva referencia para calibrar otros relojes.
Desde lanzamientos espaciales, donde cada microsegundo puede definir el éxito de una misión, hasta la sincronización de transacciones electrónicas que permiten detectar fraudes en tiempo real, el tiempo exacto es la base de muchos sistemas críticos.
La mayoría de nuestros dispositivos inteligentes —teléfonos, computadoras, GPS— dependen de relojes atómicos instalados en satélites para mantener una sincronización precisa.
Los satélites GPS dependen de relojes atómicos para sincronizarse con precisión y determinar la ubicación exacta de los dispositivos en la Tierra. Un pequeño error en la medición del tiempo podría traducirse en varios kilómetros de error en la ubicación.
Fuente: tynmagazine.com