Durante décadas, el mundo ha medido el tiempo con los tictac de los relojes atómicos.
Pero pronto podrían ser cosa del pasado, gracias a la introducción de un reloj nuclear que podría revolucionar la forma en que medimos el tiempo.
Un equipo internacional ha demostrado los elementos clave del dispositivo, que abre el camino hacia un cronometraje ultrapreciso.
El reloj funciona utilizando señales procedentes del núcleo de un átomo.
El equipo utilizó un láser ultravioleta especialmente diseñado para medir con precisión la frecuencia de un salto de energía en los núcleos de torio (un metal natural) incrustado en un cristal sólido.
Durante décadas, el mundo ha medido el tiempo con los tictac de los relojes atómicos, pero pronto podrían ser cosa del pasado gracias a la introducción de un reloj nuclear (impresión artística) que podría revolucionar la forma en que medimos el tiempo
También emplearon un peine de frecuencia óptica, que actúa como una regla de luz extremadamente precisa, para contar el número de ciclos de ondas ultravioleta que crean este salto de energía.
Esta transición de un estado energético similar a otro, que se produce muy rápidamente, es lo que permite realizar mediciones de alta precisión.
Si bien esta demostración de laboratorio no es un reloj nuclear completamente desarrollado, contiene toda la tecnología básica para uno, dijeron los investigadores.
Los relojes nucleares podrían ser mucho más precisos que los relojes atómicos actuales, que proporcionan la hora internacional oficial y desempeñan papeles importantes en tecnologías como el GPS, la sincronización de Internet y las transacciones financieras.
Para el público en general, este desarrollo podría significar en última instancia sistemas de navegación aún más precisos, velocidades de Internet más rápidas, conexiones de red más confiables y comunicaciones digitales más seguras.
Más allá de la tecnología cotidiana, los relojes nucleares podrían mejorar las pruebas de las teorías fundamentales sobre cómo funciona el universo, lo que potencialmente conduciría a nuevos descubrimientos en física.
Podrían ayudar a detectar materia oscura o verificar si las constantes de la naturaleza son realmente constantes, permitiendo la verificación de teorías en física de partículas sin la necesidad de instalaciones de aceleradores de partículas a gran escala.
El equipo utilizó un láser ultravioleta especialmente diseñado para medir con precisión la frecuencia de un salto de energía en los núcleos de torio (un metal natural) incrustado en un cristal sólido.
Los investigadores dijeron que un reloj nuclear tendría grandes ventajas en cuanto a precisión respecto a la tecnología actual.
Los relojes atómicos miden el tiempo sintonizando la luz láser con frecuencias que hacen que los electrones salten entre niveles de energía.
Sin embargo, en comparación con los electrones de los relojes atómicos, los mecanismos dentro de un reloj nuclear se ven mucho menos afectados por perturbaciones externas como los campos electromagnéticos parásitos.
La luz láser utilizada en un reloj nuclear también tiene una frecuencia mucho mayor que la requerida para los relojes atómicos.
Esto da como resultado más ‘tics’ por segundo y, por lo tanto, un cronometraje más preciso.
El equipo involucró investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Maryland y de la Universidad de Colorado en Boulder.
Jun Ye, uno de los autores del estudio, dijo: ‘Imagina un reloj de pulsera que no perdiera ni un segundo incluso si lo dejaras funcionando durante miles de millones de años.
«Aunque todavía no hemos llegado allí, esta investigación nos acerca a ese nivel de precisión».
Thorsten Schumm, otro autor, dijo: ‘Con este primer prototipo, hemos demostrado que el torio se puede utilizar como cronometrador para mediciones de altísima precisión.
‘Ahora sólo queda trabajar en el desarrollo técnico y no cabe esperar mayores obstáculos’.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature.
