Investigadores de un equipo de físicos presentaron este avance, asegurando que tiene tan alta fiabilidad que tardaría más de 260.000 millones de años en perder un segundo, una mejora notable en comparación con los 57.600 millones de años del reloj anterior. Este desarrollo plantea desafíos interesantes para quienes luchan contra la impuntualidad.
Más allá de lo anecdótico, los relojes de alta precisión son fundamentales para diversas aplicaciones, desde la navegación satelital hasta la investigación de materia oscura. Tales innovaciones abren nuevas oportunidades, como la capacidad de mapear cambios en la atracción gravitatoria de la Tierra con una exactitud sin precedentes, y podrían sentar las bases para una redefinición del segundo.
El reloj de última generación fue creado por científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS), utilizando lutecio, un metal de tierras raras que cuadruplica la precisión del reloj basado en iones de calcio. “El dispositivo es un reloj atómico óptico que mide el tiempo a partir de la frecuencia de la luz visible, que un elemento absorbe y emite radiación”, detalla el artículo publicado en la revista Nature.
“Su precisión es impresionante”, afirmó un físico especializado en relojes de ultraprecisión. Los investigadores de la NUS sostienen que la robustez del reloj permitirá su miniaturización y eventual uso fuera de entornos de laboratorio.
Este avance es el resultado de más de diez años de investigación, según el líder del equipo. Según se detalla, el funcionamiento del reloj se basa en una propiedad fija y natural de los iones de lutecio: la frecuencia de luz que provoca la transición de un electrón a un estado excitado. Utilizando la observación continua de un solo ion, lograron sincronizar un láser con la frecuencia que activa dicha transición, usando sus oscilaciones como marca temporal.
Los investigadores no solo estimaron la precisión del dispositivo, sino que la validaron comparando dos relojes de lutecio, lo que es crucial para garantizar el correcto funcionamiento. Se plantearon una pregunta lógica: “Si tienes solo un reloj, ¿cómo podrías saber si es preciso?”. Los tics de ambos relojes coincidieron en el dígito número 19, lo que representa la comparación más precisa de relojes jamás realizada.
El equipo de la NUS se autodenomina el único en el mundo que fabrica relojes basados en lutecio. Un físico de la NUS subrayó que este elemento es ideal para la tarea, ya que, a diferencia de otros átomos como el iterbio o el estroncio, el lutecio es menos susceptible a variaciones de temperatura y campos magnéticos que podrían alterar la frecuencia de transición y, por ende, la precisión del reloj. Este nuevo dispositivo solo requiere tecnología láser que se consigue comercialmente y opera a temperatura ambiente.
“Creo que el lutecio tendrá un papel fundamental en la medición precisa del tiempo en el futuro, y espero que esto haga que se reconozcan más las ventajas que ofrece para los relojes ópticos”, comentó el físico.
Los relojes que usamos en la vida diaria se basan en métodos tradicionales de medición de tiempo, como la rotación terrestre. Los mecánicos utilizan engranajes, resortes y péndulos, obteniendo energía de la cuerda manual o de un rotor automático. Los relojes de cuarzo dependen de pilas o luz solar.
Sin embargo, la ciencia ha elevado la medición del tiempo a niveles insospechados: los relojes atómicos, como el recién presentado, utilizan la habilidad de ciertos átomos para vibrar a una frecuencia extremadamente estable cuando son excitados por microondas o láseres.
Desde 1967, la definición de un segundo se ha establecido en función de las oscilaciones de partículas del átomo de cesio 133, que vibran más de 9 mil millones de veces por segundo. En este contexto, los relojes ópticos se perfilan como la próxima generación de relojes atómicos, superando la precisión de los modelos tradicionales al medir el tiempo mediante oscilaciones de luz.
