Ningún reloj en el mundo mide el tiempo con más precisión que un reloj atómico, y ahora una tecnología que usa átomos de iterbio batió récords por su estabilidad, según un artículo que publicó esta semana la revista "Science".
Un par de relojes del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST, sigla en inglés) en Boulder, Colorado, actúan como péndulos o metrónomos del siglo XXI que podrían oscilar con sincronía perfecta por un periodo comparable a la edad del universo (variar en menos de un segundo en 13.800 millones de años).
La estabilidad de un reloj puede imaginarse con la precisión con que cada "tic tac" se mantiene sincronizado con el de otro reloj, y los relojes de iterbio son estables dentro de menos de dos partes en un cuatrillón (un uno seguido por 18 ceros), aproximadamente diez veces mejor que los mejores resultados publicados hasta ahora sobre otros relojes atómicos.
Este avance espectacular, señala el artículo, podría tener impactos significativos no sólo para la medición del tiempo sino también para una amplia gama de cantidades de medición por sensores que tienen efectos sobre la tasa de "tic tac" de los relojes atómicos, como la gravedad, los campos magnéticos y la temperatura.
"La estabilidad del reloj con entramado de iterbio abre la puerta a numerosas aplicaciones prácticas del registro del tiempo de alto desempeño", dijo el físico del NIST y uno de los autores del estudio Andrews Ludlow.
Cada reloj de iterbio del NIST opera sobre unos 10 mil átomos de tierras raras enfriados a 10 microkelvins (diez millónesimas de un grado sobre el cero absoluto) y atrapados en un entramado óptico que consiste en una serie de hoyos, con la forma de un panqueque, hechos de luz láser.
Otro láser que hace "tic tac" 518 billones de veces por segundo provoca una transición entre dos niveles de energía en los átomos. El gran número de átomos empleado es la clave para la alta estabilidad de los relojes.
Es necesario hacer un promedio del "tic tac" de cualquier reloj atómico durante un periodo para obtener los mejores resultados.
beneficios
El artículo publicado en la revista "Science" señala que un beneficio clave de la estabilidad tan alta de los relojes de iterbio es que pueden lograrse resultados muy precisos muy rápidamente.
Por ejemplo, con la norma de tiempo civil actual en EE.UU., el reloj de fuente de cesio NISTF1, debe hacerse un promedio de unos 400 mil segundos, alrededor de cinco días, para obtener su mejor desempeño.
El nuevo reloj de iterbio logra los mismos resultados en alrededor de un segundo de tiempo promedio.
Dado este elevado nivel de estabilidad los relojes de iterbio pueden hacer mediciones extremadamente rápidas, en muchos casos en tiempo real, lo cual podría tener importancia en aplicaciones como las plantas fabriles y el ambiente natural.
El primer reloj atómico se construyó en el Willard Frank Libby, de EE.UU., en 1949, basándose en ideas acerca de un fenómeno extremadamente regular: la resonancia magnética molecular y atómica, de Isidor Isaac Rabi, Premio Nobel de Física, aunque la precisión conseguida mediante amonio no era muy superior a los estándares de la época, basados en osciladores de cuarzo.
