El tic tac más preciso del mundo

Excélsior, 28 de agosto de 2013

Ningún reloj en el mundo mide el tiempo con más precisión que un reloj atómico, y ahora una tecnología que usa átomos de iterbio ha batido 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.

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 tenerimpactos significativos no sólo para la medición del tiemposino también para una amplia gama de cantidades de medición por sensores que tienen efectos sobre la tasa de «tic tac» de losrelojes atómicos, como la gravedad, los campos magnéticosy 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 de 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 atómicodurante un periodo para obtener losmejores resultados.

El artículo señala que un beneficio clave de la estabilidad tan alta de losrelojes de iterbio es que pueden lograrse resultados muy precisos muy rápidamente.

Por ejemplo, con la norma de tiempo civil actual en Estados Unidos, el reloj de fuente de cesio NISTF1, debe hacerse unpromedio de unos 400 mil segundos, alrededor de cinco días, para obtener su mejor desempeño. El nuevo reloj de iterbiologra 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.