Este es el reloj más preciso del mundo

Físicos estadounidenses han creado un reloj atómico de estroncio tan preciso que tendrían que pasar 15.000 millones de años para que se retrase o adelante un segundo. Como referencia para valorar la magnitud de este trabajo, merece la pena recordar que la edad del universo en el que vivimos apenas alcanza los 14.000 millones de años.

Los relojes atómicos alimentan su contador utilizando una frecuencia de resonancia atómica, de un modo análogo a cómo los mecánicos cuentan con engranajes y complejos mecanismos o los de cuarzo miden la vibración. La clave del salto de precisión conseguido por los físicos del NIST es utilizar átomos de estroncio, que oscilan a un ritmo de 431 billones de ciclos por segundo en lugar de los 9.000 billones de ciclos por segundo del cesio 133 utilizado hasta ahora. El nuevo reloj atómico ha mejorado la estabilidad un 50% respecto a su predecesor.

El ingenio basa su funcionamiento en la interacción de los átomos de estroncio con un láser rojo capaz de atraparlos dentro de un pequeño espacio provocando que modifiquen su estado. Esas oscilaciones constituyen el «tic» que hace posible medir el tiempo con la mayor precisión posible.

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnologías de EE.UU. (NIST) creó en 1949 el primer reloj atómico y, veinte años más tarde, la Oficina Internacional de Pesos y Medidas adoptó esta tecnología para definir la duración exacta de un segundo: 9.192.631.770 ciclos de un átomo de cesio 133 a una temperatura de cero absoluto. La precisión de un reloj atómico de cesio pierde un segundo cada 300 millones de años. Los relojes atómicos son miden el tiempo en attosegundos, la trillonésima parte de un segundo; necesitaremos un 1 seguido de 18 ceros de attosegundos para tener un segundo.

«El reloj funciona a temperatura ambiente», explica en The Guardian el físico Jun Ye, físico del NIST y la Universidad Boulder de Colorado (EE UU). «Esto es uno de los aspectos más importantes de nuestro enfoque, ya que podemos operar el reloj con una configuración sencilla y mantener al mismo tiempo la incertidumbre por la radiación de cuerpo negro al mínimo», añade. Esta radiación, relacionada con la temperatura, podría afectar a la precisión del reloj.

Este reloj también es lo suficientemente sensible como para medir pequeños cambios en el paso del tiempo a diferente altitud, tal y como predijo Albert Einstein en su teoría de la relatividad hace un siglo: el tiempo que marca un reloj debería transcurrir más rápido en la cima de una montaña que en su base, debido a los efectos de la gravedad. «Hemos conseguido tal rendimiento que podemos medir el desplazamiento grativacional con solo levantar el reloj dos centímetros sobre la superficie de la Tierra» asegura el profesor Ye.

Más allá del hito técnico, la precisión es muy importante en nuestra vida diaria: los relojes atómicos son la base del sistema de navegación GPS, de los receptores satélite, del control de la red electrica y sirven de referencia en las transacciones bursátiles, por citar algunos ejemplos.

Más información | Nature Communications