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

Los relojes nucleares son más precisos que los relojes atómicos.

Los relojes nucleares se consideran muy superiores a los relojes atómicos, que determinan la duración de un segundo a través de saltos de energía en los electrones de un átomo y son actualmente la cúspide 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 incidían 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 creación de saltos de energía dentro del núcleo 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 los relojes nucleares aún están en desarrollo, se dan cuenta de que podrían transformar no sólo el control del tiempo sino también la investigación en física, e incluso influir en el modo en que los científicos estudian la estructura del universo.

Este prototipo es ahora 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.

"Podemos potenciar algunos factores para mejorar la precisión", dijo el autor principal 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 física?

Como es bien sabido, los relojes atómicos son mucho más precisos que los relojes convencionales. Durante décadas, se han utilizado en la tecnología GPS para la exploración espacial y el seguimiento de la hora internacional.

Además, la precisión y estabilidad de los relojes atómicos han proporcionado a los científicos herramientas cruciales 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 la desincronización. El autor Zhang afirma que la interferencia electromagnética puede perturbar los electrones excitados y afectar la precisión de la medición del tiempo.

Es probable que estas áreas se vean "impulsadas significativamente", dijo la Dra. Olga Kocharovskaya, profesora emérita de física en la Universidad Texas A&M, que no participó en el estudio.

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

Según los científicos, aunque todavía deben resolverse muchos factores antes de que los relojes nucleares superen o reemplacen el rendimiento de los relojes atómicos, 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