Científicos del CERN, en Suiza, desarrollan actualmente un reloj atómico basado en torio que podría ser fundamental para dar el siguiente paso en nuestro conocimiento del universo. Te explicamos a continuación cómo funciona un reloj atómico y por qué este desarrollo podría revolucionar la física.

Te recomendamos: ¿Cómo Sabe un Reloj de Cuarzo Cuándo es un Segundo?

¿Cómo funciona un reloj atómico?

Los relojes atómicos son posiblemente las máquinas más precisas que ha creado el ser humano. Mientras que un reloj de pulsera puede atrasarse un par de segundos cada mes, un reloj atómico actual puede ser tan exacto que, si se hubiera echado a andar cuando inició el universo, hace 13 mil millones de años, no se habría atrasado un segundo hasta el día de hoy.

Todos los relojes funcionan siguiendo a grandes rasgos el mismo principio: miden oscilaciones. Los relojes solares registran, por ejemplo, el paso del sol por el cielo. Hacia el Renacimiento, los relojes comenzaron a medir las oscilaciones de un péndulo, que daba una precisión mucho mayor a los mecanismos de sus antecesores.

Modelo de reloj atómico exhibido en Japón. Foto: Wikicommons | Archivo

El siguiente gran salto de la relojería llegó en el siglo XX, cuando se inventó el reloj de cuarzo. Dentro de un reloj de este tipo hay un diapasón de cuarzo que vibra a 32 mil 768 oscilaciones por segundo (es decir, 32768 Hz). Estas oscilaciones se dividen en un chip en catorce ocasiones y dan como resultado 1; así el resultado pasa a la pantalla, que suma un segundo.

En el caso del reloj atómico lo que que se mide son las oscilaciones de un átomo. El más común en nuestros días es el reloj atómico de cesio, que oscila 9 mil 192 millones 631 770 veces por segundo.

Estos relojes suelen usarse como un estándar para definir la hora en países y permiten que tecnologías sumamente exactas como los satélites y el Internet funcionen correctamente.

¿Qué podría lograr el reloj atómico del proyecto Isolde del CERN?

El Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) ha dado a conocer los avances de su proyecto Isolde (que es un acrónimo para “Instalación en línea del separador de masas de isótopos”). Este programa de investigación desarrolla actualmente un reloj atómico que no usaría cesio sino torio.

Específicamente, este reloj empleará torio-229, un isótopo radiactivo que, de hecho, se emplea ya en reactores nucleares de última generación. A través de un artículo publicado en Nature, estos investigadores han dado a conocer sus avances en el uso de este átomo para crear un reloj atómico que sería mucho más preciso que uno hecho con cesio.

Instalaciones del proyecto Isolde del CERN. Foto: CERN

Por la naturaleza del torio, el número de oscilaciones que podría medir un reloj atómico que use estos átomos podría llevar las mediciones del tiempo a un nivel que no se ha logrado aún en ningún laboratorio. Al respecto, el CERN ha explicado en un comunicado que este reloj ayudaría a resolver si algunas constantes universales, como la velocidad de la luz, han permanecido iguales a través del tiempo:

Este nuevo reloj de torio sería muchos órdenes de magnitud más sensible a las fuerzas fundamentales de la naturaleza (por ejemplo, el electromagnetismo o las fuerzas que actúan dentro de un núcleo atómico) y puede usarse para sondear, si estas fuerzas son –como suponemos hoy– constantes en el tiempo y el espacio

Uno de las mayores cuestiones de la física actual es si todas leyes han permanecido iguales desde el inicio del universo. ¿Cómo cambiaría la física, por ejemplo, si descubriéramos que la luz es más veloz hoy en día que hace 13 mil millones de años? Al respecto el CERN explica:

Las variaciones de tales variaciones fundamentales podrían revelar información sobre la materia oscura ultraligera, uno de los mayores misterios que aún guarda el universo

Se espera que en los próximos años el proyecto Isolde construya con éxito tres prototipos de este reloj atómico basado en torio.

Sigue leyendo: