Electrones en vez de péndulos: ¿Cómo funciona un reloj atómico?

Desde hace siglos, el ser humano ha empleado diferentes recursos para contar las unidades de tiempo. Sin embargo, en las últimas décadas demandó mediciones mucho más precisas. ¿Cómo funcionan los relojes atómicos, los más exactos de la actualidad?

Al igual que sus análogos mecánicos, se basan en oscilaciones, pero no necesitan engranaje, cuarzo ni péndulo. Su precisión resulta sorprendente: tienen que pasar alrededor de 14.000 millones de años para que un reloj atómico que funciona con cesio 133 se retrase un segundo. 

Hoy en día, son responsables de la sincronización de casi todos nuestros dispositivos electrónicos, desde los sistemas de navegacion vía satélite —GPS o GLONASS ruso— hasta las redes eléctricas de potencia o los dispositivos móviles.

¿Cómo funcionan? 

Un átomo está formado por un núcleo y una nube de electrones que realizan diferentes órbitas a su alrededor: cuanto más lejos se encuentren, más energía tendrán. 

Cuando esos electrones absorben o liberan determinada cantidad de energía pueden cambiar de nivel. El proceso, denominado transición, provoca que la energía tome forma de radiación electromagnética y forme una onda similar a la de un péndulo.

Esos pasos entre órbitas tienen una frecuencia fija y siempre liberan la misma cantidad de energía, con lo cual son una manera ideal de medir el tiempo.