¿Qué son los relojes atómicos y por qué sin ellos la vida en la Tierra sería un caos?
Varias tecnologías que son vitales para la sociedad moderna dependen de estos relojes ultraprecisos.
El tiempo corre y nosotros dependemos completamente de él. Hablamos de llegar puntuales a un aeropuerto para no perder un vuelo y también de adaptarnos a otro lugar que tiene un horario distinto. ¿Pero cómo sabemos cuál es la ‘hora verdadera’ en todo el mundo?
En el siglo XIX se estableció que el estándar del tiempo internacional sería el meridiano de Greenwich (GMT). Los relojes de Greenwich se calibraban usando el tiempo que le tomaba al Sol alcanzar la misma posición en el cielo, es decir cada 23 horas y 56 minutos (un día solar).
Sin embargo, en el siglo pasado, los científicos tuvieron que cambiar de técnica, ya que descubrieron que la rotación de la Tierra siempre está cambiando debido a cambios dentro del núcleo, la gravedad ejercida por la Luna, el Sol y otros planetas.
Fue así que se crearon los relojes atómicos.
El reloj atómico con fuente de cesio NIST-F1, ubicado en Boulder, Colorado, es uno de los más precisos en el mundo. Foto: University of Colorado
¿Qué son los relojes cuánticos y cómo funcionan?
Los relojes atómicos son aparatos que miden el tiempo a partir de las frecuencias a las que resuenan los átomos en un momento determinado, que es exactamente la misma en cualquier parte del universo.
La mayoría de los relojes atómicos funcionan a partir del átomo cesio-133, que oscila a 9.192.631.770 ciclos por segundo.
Según explica la NASA, todos los átomos están compuestos por un núcleo, que consta de un número determinado de protones y neutrones, el cual además está rodeado de electrones.
Estos electrones pueden cambiar su órbita alrededor del núcleo si se le aplica una cantidad de energía correcta en forma de microondas la cual varía dependiendo de cada elemento de la tabla periódica. Esto significa que las microondas deben tener una frecuencia muy específica para poder dar ese salto.
Los relojes atómicos miden el tiempo a partir de las frecuencias a las que resuenan los átomos, que siempre son exactamente las mismas en cualquier parte del universo. Foto: referencial / MIT
¿Qué tan precisos son?
Debido a las diferencias entre sus componentes electrónicos y otros factores como los efectos gravitacionales locales, ningún reloj atómico es perfecto. Sin embargo, sí es la tecnología más precisa que tenemos ahora para medir el tiempo.
Según Time and Date, un portal especializado en eventos astronómicos, los relojes atómicos apenas podrían retrasarse un segundo cada 100 millones de años. Así funciona el reloj atómico de fuente de cesio-133 NIST-F1, ubicado en Boulder, Colorado, el cual es uno de los más precisos en el mundo.
Dicha precisión es mucho mayor que la que brindan los relojes de cuarzo, aquellos que se utilizan en la mayoría de los aparatos humanos. Incluso aquellos de menor rendimiento pueden fallar por un nanosegundo después de solo una hora o un milisegundo después de seis semanas.
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¿Por qué el mundo podría entrar en caos sin relojes atómicos?
Si bien la mayoría de las personas no necesitan conocer si existe una diferencia de nanosegundos con el ‘tiempo universal’, muchas industrias y tecnologías sí lo requieren, tales como la distribución de energía, el comercio financiero y el sistema de GPS, que guía a los vehículos autónomos.
Actualmente, hay cerca de 400 relojes atómicos en todo el mundo que contribuyen al cálculo del Tiempo Atómico Internacional (TAI, por sus siglas en inlgés). Este es uno de los estándares de tiempo utilizados para determinar el Tiempo Universal Coordinado (UTC) y las horas locales de todo el mundo.
