Revolución en la física: científicos crean el primer reloj nuclear basado en torio-229

Se ha producido un giro tecnológico monumental, largamente esperado en el mundo de la física moderna: dos grupos de investigadores independientes han logrado crear por primera vez un reloj nuclear funcional. Se espera que este descubrimiento lleve la precisión de la medición del tiempo a un nivel completamente nuevo. Según ixbt.com, este logro fue registrado por científicos de la Universidad Xinhua de China y del Centro de Ciencias y Tecnologías Cuánticas de Viena en Austria. Así lo informa Ixbt.com en su noticia.

Actualmente, los medidores de tiempo más precisos del mundo son los relojes atómicos. Estos calculan el tiempo a través de las frecuencias de transición en las capas electrónicas del átomo. Sin embargo, el nuevo reloj nuclear es fundamentalmente diferente: se basa en las transiciones entre los estados energéticos dentro del propio núcleo atómico, es decir, entre protones y neutrones. Este método se destaca por su resistencia a la influencia de campos eléctricos y magnéticos externos, ya que el núcleo está mucho más protegido que las capas electrónicas.

La particularidad del isótopo torio-229

El isótopo torio-229 fue elegido como el objeto principal para la creación del reloj nuclear. La particularidad de este elemento es que el proceso de transición energética en su núcleo tiene una energía mucho más baja que la de otros elementos. Esto permite excitar el proceso mediante radiación láser. Para casi todos los demás núcleos, alcanzar tal resultado se consideraba imposible debido a que requería una energía extremadamente alta.

Pero el proceso tecnológico no fue sencillo. El problema principal era la necesidad de trabajar en el espectro de una longitud de onda de 148 nm. El control estable de la radiación láser en este rango es una tarea extremadamente compleja. Los científicos chinos y europeos superaron este obstáculo colocando núcleos de torio-229 en cristales de fluoruro de calcio (CaF2) e irradiándolos con un láser ultravioleta al vacío.

Importancia práctica del descubrimiento

Los resultados alcanzados durante las investigaciones son sorprendentes. El grupo chino liderado por Beichen Xuan demostró una estabilidad de una fracción de un billonésimo por día al «vincular» la frecuencia del láser a la transición nuclear. Este indicador puede competir con los mejores relojes atómicos actuales. Por su parte, los científicos austriacos liderados por Luca Toscani de Col utilizaron este sistema para buscar la «materia oscura», una de las partes más misteriosas del universo.

La aplicación de los relojes nucleares en la vida real podría revolucionar las siguientes áreas:

• Aumento de la precisión de los sistemas de navegación de nueva generación (GPS y otros);
• Medición de campos gravitacionales con ultra alta precisión;
• Verificación de la inmutabilidad de las constantes fundamentales de la física;
• Búsqueda de nuevos efectos físicos más allá del modelo estándar.

Según los expertos, los relojes nucleares han pasado de ser un concepto teórico a una tecnología real. En el futuro, se planea miniaturizar estos dispositivos e integrarlos en las tecnologías cotidianas. Esto no solo permitirá medir el tiempo con precisión, sino que también abrirá nuevos horizontes en el estudio de los secretos del universo.