Científicos han desarrollado los primeros relojes nucleares funcionales, que utilizan la interacción de la luz con el núcleo atómico en lugar del movimiento de los electrones para medir el tiempo. El estudio, anunciado en dos artículos separados publicados en la revista Nature, marca un nuevo umbral tecnológico en la medición del tiempo tras los relojes atómicos.
Los relojes atómicos han sido una de las herramientas más precisas para la medición del tiempo moderno durante más de 70 años. Estos sistemas calculan el tiempo observando las transiciones entre los niveles de energía de los electrones en los átomos. Los sistemas GPS, las infraestructuras de comunicación avanzada y los experimentos de física fundamental dependen de estas mediciones de alta precisión.
En los relojes nucleares recién desarrollados, el foco no son los electrones, sino el núcleo atómico. Los investigadores establecieron un sistema que mide el tiempo rastreando las interacciones entre la luz y el núcleo. Se considera que este enfoque podría convertirse en un método capaz de superar la precisión alcanzada por los relojes atómicos en los próximos años.
¿CUÁL ES LA DIFERENCIA CON LOS RELOJES ATÓMICOS?
El aspecto destacado de los relojes nucleares es que el núcleo atómico es mucho más pequeño que el átomo en su conjunto y está más protegido contra influencias externas. El hecho de que los núcleos sean unas 100.000 veces más pequeños que los átomos significa que se ven menos afectados por factores ambientales como los campos eléctricos externos. Esto podría permitir la reducción de algunos factores que pueden limitar la estabilidad en la medición del tiempo.
Los fundamentos científicos de la idea del reloj nuclear se remontan a 2003. En aquel entonces, los investigadores sugirieron que los núcleos atómicos podrían utilizarse para relojes extremadamente precisos. En este campo, el elemento torio-229 llama especialmente la atención. El hecho de que el torio-229 tenga una transición nuclear de baja energía se considera una ventaja importante para poder observar esta transición con láseres.
Según los científicos, los relojes nucleares no solo pueden utilizarse para una medición del tiempo más precisa, sino también en investigaciones destinadas a comprender la estructura fundamental del universo. En particular, la detección de posibles efectos de la materia oscura y la prueba más precisa de las constantes físicas fundamentales se señalan como las principales áreas de investigación que esta tecnología podría abrir.
Sin embargo, la tecnología aún se encuentra en fase de desarrollo. Aunque la presentación de los primeros prototipos funcionales es un paso importante, los relojes nucleares actuales no son tan estables como los relojes atómicos más avanzados. Los investigadores señalan que esta brecha podría cerrarse con el tiempo mediante el uso de láseres más potentes y configuraciones experimentales avanzadas.
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