Los relojes atómicos han sido durante décadas la referencia en la medición del tiempo, esenciales para la navegación GPS y la investigación científica.
Sin embargo, un equipo de investigadores de JILA, dirigido por Jun Ye en colaboración con la Universidad Técnica de Viena, trabaja en una alternativa aún más estable: un reloj nuclear basado en la transición de baja energía del torio-229.
La ventaja del torio-229
La nueva investigación promete mayor precisión, ya que la transición nuclear del torio-229 es menos sensible a las perturbaciones ambientales.
En lugar de utilizar trampas de iones, el equipo de Ye ha incrustado torio-229 en un cristal de fluoruro de calcio (CaF₂), lo que permite una mayor densidad de átomos y mayor estabilidad en la medición.
El papel de la temperatura
Para garantizar la estabilidad del reloj, los científicos debían analizar cómo la temperatura afecta la transición nuclear.
En un estudio publicado en Physical Review Letters, el equipo evaluó la transición del torio-229 en un cristal dopado con torio a tres temperaturas distintas: 150 K (-123 °C), 229 K (-44 °C) y 293 K (temperatura ambiente).
Descubrieron que una transición específica era mucho menos sensible a la temperatura, un hallazgo clave para la estabilidad del reloj.
Hacia unos relojes atómicos compactos
El descubrimiento allana el camino para relojes atómicos de estado sólido, robusto y portátil, con una estabilidad de frecuencia fraccionaria de 10⁻¹⁸.
Los próximos pasos incluyen la búsqueda de una temperatura óptima donde la transición sea prácticamente inmune a cambios térmicos.
Hacia un reloj nuclear más estable
Además de mejorar la medición del tiempo, este trabajo podría ayudar a detectar fenómenos físicos inexplorados, como la materia oscura.
Según los investigadores, cualquier variación inesperada en la frecuencia del torio-229 podría indicar nueva física, ampliando nuestra comprensión del universo.
Con estas mejoras, el equipo confía en que este reloj nuclear pueda convertirse en una herramienta en la medición del tiempo y en la exploración de la física fundamental.
Con información de Phiys.org.
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