Una colaboración de investigadores estadounidenses denominada BACON (Boulder Atomic Clock Optical Network) ha logrado comparar con una precisión sin anteriores la marcha de tres de los relojes atómicos más necesarios del mundo, ubicados en Boulder (Colorado, EE.UU.). El trabajo, dado a conocer en la revista ‘Nature’, ayudará a redefinir el 2do De exactamente la misma forma que unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y va a poder arrojar luz acerca de Ciertas cuestiones fundamentales de la física, Al semejante que la búsqueda de la materia oscura. Los tres dispositivos comparados provienen red óptica, que para medir el tiempo emplean la frecuencia de una transición atómica, la luz emitida o absorbida Cuando un átomo cambia de un estado de energía a otro. Uno de ellos está basado en iones de aluminio, otro en iterbio (Los dos alojados en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, NIST) y el tercero en estroncio (en el instituto de investigación JILA). Los relojes basados en diversos átomos marchan a distintos frecuencias. En este caso, todos funcionan dentro de un nivel de incertidumbre tan pequeño que ni siquiera ganarían o perderían un 2do acerca de la edad del universo. Pulsos láser
Estos relojes ópticos son cien veces más precisos que los relojes atómicos de cesio, por lo cual podrían ser fundamentales para redefinir qué es un segundo, cuya definición vigente está basada en relojes de cesio. Pero para ello los científicos deben demostrar Ciertamente la superioridad de los relojes ópticos A lo largo de una serie de comparaciones. Los estudiosos de BACON utilizaron unos instrumentos llamados peines de frecuencia de femtosegundos. Para ello, enviaron A lo largo de Varios meses datos entre los relojes del NIST y el del JILA A lo largo de 3,6 kms de fibra óptica y, en lo cual ellos consideran una primicia mundial, en manera de pulsos de láser a través del aire Durante 1,5 km. Hasta la fecha, la mayor precisión registrada para las mediciones de la relación de frecuencia entre relojes ópticos que emplean diversos bases atómicas ha alcanzado una medición de inseguridad al nivel de precisión de 17 dígitos. La colaboración BACON ha logrado conseguir los 18 dígitos, toda una hazaña equivalente a determinar la distancia de la Tierra a la Luna dentro unos nanómetros. «Es algo excepcional», afirma Rachel M. Godun, del Laboratorio Nacional de Física en UK, en un artículo adjunto al estudio en ‘Nature’. a su vez, «la demostración de los autores de que los relojes de alta precisión se pueden conectar por medio de enlaces de espacio disponible, sin necesidad de infraestructuras de fibra óptica, es emocionante por el hecho de que abre la posibilidad a aplicaciones fuese del laboratorio, Del mismo modo que la topografía», apunta Godun. De pacto a la teoría de la relatividad de Einstein, la gravedad de la Tierra hace que la frecuencia de un reloj atómico dependa de su altitud. Por tanto, la diferencia de altura entre dos relojes remotos se puede determinar midiendo su diferencia de frecuencia. Con el nivel de inseguridad logrado en el último trabajo, las comparaciones entre relojes podrían solucionar diferencias del tamaño de un centímetro de altura. Por lo tanto, los relojes podrían suponer una nueva herramienta para el monitoreo ambiental a largo plazo de, por servirnos de un ejemplo, capas de hielo o niveles del océano. Materia oscura
Los investigaciones demostraron otra intrigante aplicación de las comparaciones de relojes. Los creadores utilizaron las relaciones de frecuencia de los relojes para buscar señales de posibles interacciones entre átomos y materia oscura, la misteriosa sustancia de la que se supone está formada a mayoría del Universo No obstante que nadie ha mostrado nunca. Conforme el conocimiento vigente, los átomos no interactúan con la materia oscura por medio de fuerzas electromagnéticas. Si bien, si estas interacciones existieran, causarían pequeños cambios en las frecuencias del reloj atómico. Los creadores no detectaron semejantes cambios en su experimento, Pero un resultado nulo permanece siendo útil. Combinado con datos anteriores, el hallazgo reveló que la fuerza máxima de cualquier interacciones electromagnéticas entre átomos y un tipo especial de materia oscura estaba casi diez veces más bajo de lo anteriormente determinado. Godun señala que Además se pueden emplear redes de relojes ópticos para explorar muchos otros aspectos de la física, Del mismo modo que probar la teoría de la relatividad de Einstein a niveles cada vez más estrictos y buscar posibles cambios en los valores de las constantes físicas.