{"id":59870,"date":"2024-09-04T11:00:05","date_gmt":"2024-09-04T16:00:05","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=59870"},"modified":"2024-09-04T11:00:06","modified_gmt":"2024-09-04T16:00:06","slug":"cientificos-crean-el-primer-prototipo-de-reloj-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/09\/04\/cientificos-crean-el-primer-prototipo-de-reloj-nuclear\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos crean el primer prototipo de reloj nuclear"},"content":{"rendered":"\n

Hace apenas unos meses se produjo un gran avance que se hab\u00eda estado gestando durante d\u00e9cadas y que los cient\u00edficos ya est\u00e1n descubriendo: la medici\u00f3n de la brecha entre los estados de energ\u00eda cu\u00e1ntica de un n\u00facleo de torio ha servido para crear el primer reloj nuclear rudimentario. Al acoplar un reloj at\u00f3mico de estroncio a un cristal que contiene n\u00facleos de torio, un equipo de f\u00edsicos ha demostrado con \u00e9xito la tecnolog\u00eda b\u00e1sica que nos llevar\u00e1 al primer reloj nuclear completamente realizado y desarrollado. Este hito, que todav\u00eda no se ha alcanzado, abrir\u00e1 un nuevo campo en el \u00e1mbito de la medici\u00f3n del tiempo de alta precisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

“Con este primer prototipo hemos demostrado que el torio puede utilizarse como cron\u00f3metro para mediciones de alt\u00edsima precisi\u00f3n”, explica el f\u00edsico Thorsten Strumm de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Viena.<\/p>\n\n\n\n

“Solo queda por realizar el trabajo de desarrollo t\u00e9cnico, ya que no se esperan m\u00e1s obst\u00e1culos importantes”.<\/p>\n\n\n\n

Un reloj at\u00f3mico es un reloj que se basa en el “tictac” muy preciso de los \u00e1tomos cuando cambian de estado energ\u00e9tico cuando son estimulados por un l\u00e1ser, tal y como determinan los estados de los electrones que giran alrededor del n\u00facleo en el centro at\u00f3mico. Sin embargo, esto es mucho m\u00e1s dif\u00edcil de lograr con el propio n\u00facleo, ya que se necesita mucha m\u00e1s energ\u00eda para cambiar su estado energ\u00e9tico que para cambiar el estado energ\u00e9tico de los electrones.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, un reloj nuclear es muy deseable, ya que ser\u00eda mucho m\u00e1s estable y preciso que un reloj at\u00f3mico. A su vez, un reloj nuclear permitir\u00eda mediciones m\u00e1s precisas del Universo f\u00edsico, lo que tiene implicaciones para todo, desde la navegaci\u00f3n hasta la b\u00fasqueda de materia oscura.<\/p>\n\n\n\n

A principios de este a\u00f1o se anunci\u00f3 una medici\u00f3n del salto de energ\u00eda (la diferencia entre los estados energ\u00e9ticos) de un n\u00facleo de torio. Y esto ha permitido a Strumm y sus colegas determinar la energ\u00eda precisa necesaria para crear el cambio de estados energ\u00e9ticos, el mecanismo por el que funcionar\u00eda un reloj nuclear. El siguiente paso fue demostrar que pod\u00edan crear un reloj a partir de este tictac, y eso es lo que Strumm y sus colegas han hecho ahora.<\/p>\n\n\n\n

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Esquema que muestra c\u00f3mo se acopla el cristal de torio al reloj at\u00f3mico de estroncio. Zhang et al., Nature, 2024.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

El reloj que demostraron no es la experiencia completa del reloj nuclear, pero s\u00ed los primeros pasos en esa direcci\u00f3n. El reloj de estroncio del JILA en el Instituto Nacional de Est\u00e1ndares y Tecnolog\u00eda funciona con luz infrarroja. El equipo cre\u00f3 un peque\u00f1o cristal de fluoruro de calcio que contiene n\u00facleos de torio, cuyos estados de energ\u00eda se cambian utilizando luz ultravioleta de vac\u00edo.<\/p>\n\n\n\n

Para acoplar el cristal al reloj at\u00f3mico, los investigadores necesitaban encontrar una forma de convertir la luz infrarroja en ultravioleta. Lo hicieron creando un peine de frecuencias de longitudes de onda infrarrojas y haci\u00e9ndolo pasar por gas xen\u00f3n, que interact\u00faa con la luz infrarroja para emitir longitudes de onda ultravioleta.<\/p>\n\n\n\n

El resultado fue un peine de frecuencias combinado que pod\u00eda excitar la transici\u00f3n de los n\u00facleos de torio y sincronizarla con el tictac de los \u00e1tomos de estroncio. El tictac nuclear resultante no es m\u00e1s preciso que el reloj at\u00f3mico de estroncio, pero ahora que se ha demostrado el concepto b\u00e1sico, la tecnolog\u00eda real est\u00e1 a la vista y muy cerca de su realizaci\u00f3n completa, dicen los investigadores.<\/p>\n\n\n\n

“Imaginemos un reloj de pulsera que no se desfasara ni un segundo aunque lo dej\u00e1ramos funcionando durante miles de millones de a\u00f1os. Aunque todav\u00eda no hemos llegado a ese punto, esta investigaci\u00f3n nos acerca a ese nivel de precisi\u00f3n”, afirma el f\u00edsico Jun Ye del JILA.<\/p>\n\n\n\n

El equipo realiz\u00f3 su experimento muchas veces y, en cada ocasi\u00f3n, obtuvo resultados compatibles con un reloj at\u00f3mico. El siguiente paso ser\u00e1 perfeccionarlo.<\/p>\n\n\n\n

“Cuando excitamos la transici\u00f3n por primera vez, pudimos determinar la frecuencia con una precisi\u00f3n de unos pocos gigahercios. Eso ya era m\u00e1s de un factor de mil mejor que todo lo conocido hasta ahora. Ahora, sin embargo, tenemos una precisi\u00f3n en el rango de los kilohercios, que es, de nuevo, un mill\u00f3n de veces mejor”, afirma Schumm.<\/p>\n\n\n\n

“De esa manera, esperamos superar a los mejores relojes at\u00f3micos en dos o tres a\u00f1os”.<\/p>\n\n\n\n

La investigaci\u00f3n se ha publicado en Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Science Alert<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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