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Físicos de EE.UU. crean un reloj atómico ultrarpreciso: se desvía en solo un segundo en 300.000 millones de años
Relojes atómicos de precisión excepcional podrían ayudar en la búsqueda de materia oscura y ondas gravitacionales.
Físicos de la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.) han desarrollado uno de los relojes atómicos de mayor precisión de la historia, anunció el 16 de febrero la universidad.
Su instrumento, conocido como reloj atómico de red óptica, puede medir diferencias en el tiempo con una precisión equivalente a un desvío de un solo segundo cada 300.000 millones de años y es el primer ejemplo de un reloj óptico 'multiplexado', en el que pueden existir seis relojes separados en el mismo entorno.
Estos relojes atómicos de precisión excepcional podrían ayudar en la búsqueda de materia oscura y ondas gravitacionales, sostiene el comunicado.
This super-precise atomic clock using a "relatively lousy laser" could make better clocks easier to build. And it could help test for bizarre physics like dark matter. https://t.co/hRY0K9mDaq
— UW–Madison Science (@UWMadScience) February 16, 2022
Los relojes atómicos rastrean las frecuencias de resonancia de los átomos, generalmente cesio o rubidio, lo que les permite medir el tiempo con gran precisión. Estos nuevos aparatos se distinguen por un diseño más avanzado: utilizan seis átomos de estroncio a la vez, combinados en un solo mecanismo de relojería. La capacidad de comparar las vibraciones de estos átomos proporcionó una precisión de medición en tiempo récord.
"El reloj de celosía óptica ya es el mejor dispositivo del mundo, conseguimos un nivel de rendimiento que nadie ha visto antes. Estamos trabajando tanto para mejorar su rendimiento como para desarrollar nuevas aplicaciones que serán posibles gracias a este rendimiento mejorado", afirmó Shimon Kolkowitz, profesor de física en la Universidad de Wisconsin-Madison el autor principal del instrumento, cuyas características se describen en un segundo artículo publicado por Nature.
El dispositivo utiliza un "láser relativamente malo". Sin embargo, incluso así pudo proporcionar un nivel de precisión de medición cercano al récord mundial, explicó el científico.
La teoría de la relatividad como punto de partida
Partiendo de la teoría de la relatividad general de Einstein de 1915, los relojes atómicos situados a diferentes alturas en un campo gravitacional funcionan a ritmos distintos, es decir, un reloj funciona más despacio a menor altura, y ese efecto ya fue demostrado, según un comunicado del Instituto Jila, EE.UU., uno de los participantes del estudio.
Los expertos de esa institución han logrado medir esa diferencia en una distancia menor a un milímetro entre dos relojes atómicos, algo que parece muy poco para un ser humano, pero tiene enormes implicaciones en el universo y en tecnologías como el GPS.
A juicio del equipo, su estudio ofrece una pauta para hacer relojes atómicos mucho más precisos que los actuales. "No hay ningún obstáculo para hacer relojes cincuenta veces más precisos que los actuales, lo cual es una noticia fantástica", destacó uno de los autores del estudio, Jun Ye, del Instituto Jila.
Ye sugiere que los relojes atómicos pueden servir tanto como microscopios, para ver vínculos minúsculos entre la mecánica cuántica y la gravedad, y como telescopios, para observar los rincones más profundos del universo.
La física ya está usando ese tipo de relojes para buscar la misteriosa materia oscura, que se cree que constituye la mayor parte de la materia del universo, sostiene el comunicado del Instituto Jila.
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