Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder han desarrollado un reloj atómico que utiliza láseres y átomos de estroncio, alcanzando una precisión extrema: solo pierde un segundo cada 40.000 millones de años. Este avance científico duplica la precisión del reloj atómico que anteriormente ostentaba el récord mundial.
Alexander Aeppli, un estudiante de posgrado, lideró el proyecto en el laboratorio del físico Jun Ye. Aeppli y su equipo lograron esta proeza mediante el sobreenfriamiento de los átomos de estroncio. Utilizaron láseres para mantener estos átomos a una fracción mínima por encima del cero absoluto (-273.15 °C). La precisión del reloj se mantiene mientras los electrones en los átomos de estroncio cambian entre estados cuánticos.
Aeppli dijo en un comunicado de prensa: “Queremos asegurarnos de que no estamos cambiando esta frecuencia de ninguna manera”. Resaltó la importancia de proteger los átomos de influencias externas que podrían alterar la exactitud del reloj. “Si las condiciones específicas del entorno de nuestro laboratorio causan cambios de esta frecuencia, eso es malo... significa que no nos estamos dando cuenta de la forma más verdadera de esta transición atómica”.
Una vez que lograron aislar los átomos de estroncio de interferencias externas, el equipo pudo crear un reloj con una precisión sin precedentes de ocho partes en una décima de una mil millonésima de una mil millonésima. Este valor equivale a un margen de error de un segundo cada 40.000 millones de años.
La creación de este reloj tiene implicaciones significativas para la ciencia moderna. Los relojes atómicos, al ofrecer un cronometraje ultra preciso, son herramientas vitales para testear teorías físicas y buscar fenómenos aún no comprendidos como la materia oscura. Este reloj podría detectar variaciones mínimas en las tasas de “tic-tac”, lo que es crucial para la física fuera del modelo estándar actual.
Los relojes atómicos también son utilizados para medir teorías a escalas extremadamente pequeñas, lo que incluye el fenómeno de la dilatación del tiempo descrito en la Teoría General de la Relatividad de Einstein. “Cada vez que se hacen mejores mediciones del tiempo, se abren muchas cosas nuevas que se pueden estudiar en física”, afirmó Aeppli.
La evolución de los mecanismos para medir el tiempo ha avanzado enormemente a lo largo de la historia. En la Edad del Bronce, alrededor del año 1500 a.C., los antiguos egipcios usaban relojes de sol y de agua. Hoy, se pasó de rellenar un reloj de agua diariamente a desarrollar una máquina que emplea la previsibilidad natural del mundo atómico para medir el tiempo casi sin error a lo largo de miles de millones de años.
Este avance no solo se limita a la física y la astronomía, sino que también abre nuevas oportunidades en diversas áreas científicas. Los relojes atómicos hiperprecisos pueden contribuir a realizar descubrimientos innovadores y a probar las teorías actuales con un nivel de exactitud sin precedentes.
La nueva tecnología de los relojes atómicos es un salto monumental desde los métodos antiguos. Utilizar el comportamiento cuántico de los electrones en átomos de estroncio sobreenfriados representa un avance científico incomparable. El trabajo de Aeppli y su equipo en la Universidad de Colorado Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) subraya la importancia de la precisión en la medición del tiempo.
Este reloj atómico marca un hito significativo, no solo porque es el más preciso jamás creado, sino porque abre nuevas posibilidades para la investigación científica. Desde la exploración de la materia oscura hasta la validación de teorías fundamentales de la física, este desarrollo tiene el potencial de transformar nuestra comprensión del universo.
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