Científicos crean el reloj atómico más preciso hasta el momento

Un gas extremadamente frío de átomos de estroncio está atrapado en una red de luz conocida como red óptica. Los átomos se mantienen en un entorno de vacío ultraalto, lo que significa que casi no hay aire ni otros gases presentes. Este vacío ayuda a preservar los delicados estados cuánticos de los átomos, que son frágiles. El punto rojo que se ve en la imagen es un reflejo de la luz láser utilizada para crear la trampa de átomos.

Foto: K. Palubicki - NIST

Hay relojes que sirven para más cosas que simplemente dar la hora. Algunos, dice el Instituto Nacional de Normalización y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés), “buscan trascender la mera medición del tiempo, para navegar con precisión en la inmensidad del espacio y buscar nuevas partículas”.

Los relojes atómicos podrían ayudar a revelar yacimientos minerales subterráneos ocultos e, incluso, servirían para poner a prueba teorías fundamentales como la de la relatividad general, una de las teorías más conocidas del célebre científico Albert Einstein.

Estos relojes atómicos iluminan los átomos con ondas de luz visible para de esta forma medir el segundo con mucha más precisión que un reloj convencional. ¿Qué tanta precisión? Para hacerse una idea, explican desde el NIST, se espera que los relojes atómicos ópticos, a diferencia de sus antecesores, los relojes atómicos de microondas, pierdan tan solo un segundo cada 30.000 millones de años.

Ahora, la humanidad está más cerca de alcanzar este increíble nivel de precisión, gracias al desarrollo del reloj atómico más preciso que se conoce hasta el momento, construido por un equipo de científicos de JILA, una institución conjunta entre el NIST y la Universidad de Colorado en Boulder.

El nuevo reloj, señalan desde el Instituto, “utiliza una red de luz conocida como ‘red óptica’ para atrapar y medir simultáneamente decenas de miles de átomos individuales”. Entre más átomos se midan, más datos tendrá el reloj para realizar una medición más precisa del segundo.

Esta luz es menos profunda y más suave que la que se venía utilizando en otros relojes atómicos ópticos. Según Jun Ye, físico del NIST y el JILA, “este reloj es tan preciso que puede detectar efectos diminutos predichos por teorías como la relatividad general, incluso a escala microscópica. Está ampliando los límites de lo que es posible con el cronometraje”.

El nuevo reloj, expusieron los científicos en el artículo de la revista académica Physical Review Letters, donde dieron a conocer sus resultados, permite detectar los efectos relativistas en la medición del tiempo a escala submilimétrica, aproximadamente el grosor de un cabello humano.

“Aumentar o disminuir en el reloj esa minúscula distancia es suficiente para que los investigadores puedan discernir un minúsculo cambio en el flujo del tiempo causado por los efectos de la gravedad”, explican los investigadores.

Pero también serviría para tener una navegación y exploración espacial más exacta. “A medida que los seres humanos se adentren en el sistema solar, los relojes tendrán que mantener la hora exacta a grandes distancias. Incluso pequeños errores en el cronometraje pueden dar lugar a errores de navegación que crecen exponencialmente cuanto más lejos se viaja”, señalan en su investigación los integrantes del NIST y del JILA.

“Si queremos que una nave espacial aterrice en Marte con una precisión milimétrica, necesitaremos relojes que sean mucho más precisos que el GPS actual. Este nuevo reloj es un gran paso para hacerlo posible”, concluyó Ye.

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