Los relojes nucleares se acercan a la realidad gracias a nuevos avances en física

Los relojes nucleares son más precisos que los relojes atómicos.

Se considera que el reloj nuclear es mucho más capaz que el reloj atómico, que determina la duración de un segundo a través de saltos de energía en los electrones de los átomos y es actualmente el pináculo del cronometraje.

Sin embargo, los investigadores han desarrollado recientemente una técnica que puede mejorar esta precisión al activar y medir oscilaciones en un objetivo aún más difícil: el núcleo de un átomo (el núcleo es el núcleo de un átomo).

Cómo funciona un reloj nuclear: Los científicos miden la frecuencia de los pulsos de energía que afectan al núcleo de un átomo contando las longitudes de onda de la señal UV. Las longitudes de onda pueden provocar que las transiciones nucleares oscilen a frecuencias más altas, lo que permite una medición del tiempo más precisa. Imagen: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología

Para el reloj nuclear, los científicos utilizaron luz ultravioleta para excitar los núcleos de un átomo de torio-229 en un cristal sólido. Posteriormente, midieron la frecuencia de los pulsos de energía que inciden en el núcleo (el equivalente a un péndulo en un reloj convencional) y contaron las longitudes de onda de la luz ultravioleta con un instrumento llamado peine de frecuencia óptica.

La generación de saltos de energía en los núcleos requiere una señal de frecuencia mucho mayor que la utilizada en los relojes atómicos. Con más ciclos de onda por segundo, se espera que este método proporcione mediciones de tiempo más precisas.

Aunque el reloj nuclear todavía es un trabajo en progreso, se dan cuenta de que podría transformar no sólo el control del tiempo sino también la investigación en física, influyendo incluso en la forma en que los científicos estudian la estructura del universo.

El prototipo ya es tan preciso como un reloj atómico, y se espera que las versiones futuras sean aún más precisas y estables, según una investigación publicada el 4 de septiembre en la revista Nature.

"Hay algunos factores que podemos aprovechar para mejorar la precisión", dijo el autor principal del estudio, Chuankun Zhang, estudiante de posgrado en JILA, un centro de investigación financiado por la Universidad de Colorado Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.

¿Revolución de la física?

Como es bien sabido, la precisión de los relojes atómicos es mucho mayor que la de los relojes convencionales. Durante décadas, los relojes atómicos se han utilizado en la tecnología GPS para la exploración espacial y la cronometración internacional.

Además, la precisión y estabilidad de los relojes atómicos han proporcionado a los científicos herramientas importantes para estudiar los terremotos, los campos gravitacionales y el espacio-tiempo.

Para que el reloj nuclear funcionara, los científicos utilizaron luz ultravioleta para excitar los núcleos de los átomos de torio-229. Foto: JILA

Sin embargo, los relojes atómicos también son susceptibles a desincronizarse. La interferencia electromagnética puede perturbar la excitación de los electrones y afectar la precisión de la sincronización, afirma Zhang.

Es probable que estos campos se vean “estimulados”, dijo la Dra. Olga Kocharovskaya, profesora emérita de física en la Universidad Texas A&M, que no participó en la investigación.

Los relojes nucleares no sólo son más precisos, añadió, sino también más simples y más portátiles, porque a diferencia de los relojes atómicos, no requieren condiciones de alto vacío, enfriamiento extremo o protección contra perturbaciones magnéticas y eléctricas.

Según los científicos, aunque todavía hay muchos factores que deben lograrse antes de que los relojes nucleares superen el rendimiento de los relojes atómicos o los reemplacen, estos hallazgos demuestran que ese momento no está lejos.

Ha Trang (según CNN)

Fuente: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html