Crean el reloj atómico más exacto de la historia

^{Así luce un reloj atómico convencional. Este operaba en el observatorio de La Silla en Chile, de ESO (Wikimedia Commons).}

El tiempo y el espacio se entretejen en un tapiz sobre el cual se desenvuelve el universo que conocemos. Pero al tratarse de un tramado que se extiende hacia el infinito, ¿cómo es que el ser humano establece, define y mide el tiempo? Claro está, sabemos que las horas pasan y que los días acaban gracias a la aparición y desaparición diaria del Sol en el firmamento; no obstante, establecer la hora y los husos horarios, así como ajustar los relojes que nos dan con exactitud la hora, minuto y segundo del día es tarea de precisión y no del ojo de un buen cubero.

Para ello, contamos con relojes atómicos, un aparato que utiliza una frecuencia de transición de electrones del espectro electromagnético de los átomos como un estándar de frecuencia sobre el cual marcar un cronometraje. Con su medición, los relojes atómicos son referentes primarios para sistemas de navegación y transmisiones satelitales. De hecho, organismos nacionales de muchos países mantienen una red de relojes atómicos sincronizados con una precisión de 10-9 segundos por día (aproximadamente 1 parte en 1014). Claro, la precisión de estos no es absoluta: los relojes atómicos más comunes utilizan átomos del isótopo cesio-133. a través del espectro de las microondas emitidas por los electrones alrededor de los átomos que saltan de una órbita más baja a una más alta, hacia adelante y hacia atrás, 9 mil millones de veces por segundo.

Así, tener el reloj atómico aún más exacto posible es una aspiración de la ciencia. Y en ese proceso, la Universidad de Colorado (EE.UU.), ha logrado desarrollar el más preciso hasta hoy creado, disponiendo de átomos de estroncio en un patrón de rejilla y luego apilándolas como una torre de panqueques: los electrones en átomos de estroncio pueden transitar casi 1.000 billones de veces por segundo, de acuerdo con el artículo publicado en la revista Science.

Jun Ye, de la Universidad de Colorado, explica que los relojes de cesio anteriores mantuvieron el tiempo con precisión dentro de un segundo en el transcurso de 300 millones de años. El de estroncio de cada 10 trillones de tics (más de 316.000 millones de años), solo 3,5 estarían fuera de sincronía.

La organización de los átomos de estroncio fue posible gracias a una estructura 3D que les permitió a los científicos medir señales de más átomos a la vez dentro del ancho del rayo láser, mucho más densamente empaquetados -10 billones de átomos por centímetro cúbico en comparación con relojes anteriores con 10 mil millones de átomos por centímetro cúbico- y así controlar mejor las interacciones de esos átomos, minimizando la frecuencia con la que se estrellan el uno al otro (lo que puede modificar la lectura del tiempo).

Enfriados los átomos a -273˚C, fueron dispuestos cada uno en su propio lugar para controlar sus interacciones, convirtiéndolos en gas cuántico: "Cuando los átomos en estado gaseoso están muy calientes, se separan y chocan entre sí. Esto cambia cuando se baja la temperatura del gas tanto que estas partículas empiezan a moverse como ondas -empiezan a evitarse mutuamente".

Los relojes más precisos nos permitirán probar teorías como la relatividad general de Einstein -que dice que los relojes funcionan de manera diferente si experimentan diferentes fuerzas gravitacionales- y buscar las ondas gravitacionales que alteran el paso del tiempo en el espacio profundo.

Hans Huerto

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