Este reloj nuclear será el sistema de medición más preciso del Universo
Un equipo de investigadores ha diseñado el primer prototipo de un reloj nuclear cogiendo parte de la tecnología de los relojes atómicos: será el modelo más preciso del Universo.
La ciencia sueña con controlar la energía cuántica durante décadas y ahora por fin podría estar un poco más cerca gracias a un experimento. Un equipo de investigadores ha diseñado el primer prototipo de un reloj cuántico gracias al núcleo de un material poco conocido en la Tierra: el torio.
Los relojes nucleares permiten controlar la energía cuántica en todos sus estados, así que la Universidad Tecnológica de Viena ha realizado uno de sus experimentos más ambiciosos. Los investigadores han acoplado un reloj atómico de estroncio a un cristal que contiene núcleos de torio.
"Con este primer prototipo hemos demostrado que el torio se puede utilizar como cronómetro para mediciones de altísima precisión", ha explicado el físico Thorsten Strumm que ha participado en el estudio. Este proyecto es ambicioso y permitiría estar un paso más cerca de un cronometraje ultrapreciso con energía cuántica.
El desarrollo del reloj nuclear no será sencillo. El dispositivo tiene que medir el cambio de los estados de energía en los átomos estimulados con un láser. Los electrones de torio giran alrededor del núcleo atómico en un movimiento aleatorio pero predecible, así que los cambios en los valores permiten calcular el paso del tiempo de una forma mucho más precisa.
El proyecto de la Universidad Tecnológica de Viena permite calcular los cambios en el propio núcleo del átomo. Este proceso necesita mucha más energía, no solo debe cambiar el estado energético de los electrones.
Los relojes nucleares serán los más precisos del Universo
Los relojes atómicos son más precisos que los modelos de marcas que cuestan unos miles de euros, pero el reloj nuclear le supera. Este prototipo sería mucho más estable y preciso al medir el núcleo de los átomos y no los electrones.
Los relojes nucleares pueden realizar las mediciones más precisas del Universo. Esto puede ser irrelevante para una persona que necesita un dispositivo que indique la hora al mirar su muñeca, pero puede mejorar la comunicación entre dispositivos untraconectados o la búsqueda de materia oscura.
El reloj de la Universidad Técnica de Viena conseguiría un tictac constante, pero necesitan colaborar con otros equipos de investigación para desarrollar su tecnología. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (JILA) ha diseñado una superficie de estroncio que interacciona con luz infrarroja y almacena los núcleos de torio.
El cristal de fluoruro de calcio contiene los núcleos de torio que cambian mediante luz ultravioleta de vacío. El segundo paso es convertir la luz infrarroja en ultravioleta haciendo pasar las longitudes de onda infrarrojas por gas xenón, luego sincronizan la frecuencia del láser con el tictac de los átomos de estroncio.
La investigación aún tiene un largo camino por delante, pero los científicos han demostrado que es posible crear un reloj nuclear. El prototipo no es más preciso que los relojes atómicos que se conocen, pero la tecnología para conseguirlo está más cerca de lo que se pensaba.
"Imaginemos un reloj de pulsera que no se desfasara ni un segundo aunque funcionase durante miles de millones de años. Aunque todavía no hemos llegado a ese punto, esta investigación nos acerca a ese nivel de precisión", según el físico Jun Ye de JILA.