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English (United Kingdom) Investigadores austriacos y chinos presentan prototipos funcionales de relojes nucleares basados en torio-229, con precisión inicial de 10⁻¹⁵, superando potencialmente a los relojes atómicos actuales.
Este miércoles, dos equipos independientes —liderados por Thorsten Schumm de la Universidad Técnica de Viena (Austria) y Shiqian Ding de la Universidad Tsinghua (Pekín, China)— publicaron en la revista *Nature* avances en relojes nucleares que utilizan transiciones energéticas del núcleo de torio-229. En abril de 2024, Schumm y Ekkehard Peik (PTB de Braunschweig, Alemania) lograron la primera detección confirmada de la transición nuclear inducida por láser en núcleos de torio; luego, en otoño, demostraron su utilidad como marcadores temporales acoplados a relojes atómicos ópticos. El prototipo desarrollado en TU Wien logró estabilizarse por sí mismo durante más de 24 horas, alcanzando una precisión de 10⁻¹⁵, equivalente a un error de un segundo cada 30 millones de años.
Dato clave: La precisión inicial del reloj nuclear es de 10⁻¹⁵, lo que implica un desfase máximo de un segundo cada 30 millones de años.
Los relojes atómicos tradicionales, en uso desde hace más de 70 años, miden el tiempo basándose en las transiciones electrónicas entre niveles de energía. Sin embargo, desde 2003 se sospechaba que los núcleos atómicos —especialmente los de torio-229— podrían ofrecer una estabilidad mucho mayor, ya que son menos sensibles a interferencias externas. El torio-229 posee un estado fundamental y un estado isomérico con una diferencia de energía extremadamente baja, lo que permite excitarlo con láseres visibles, actuando como un “péndulo” nuclear. Estos avances abren la puerta a dispositivos que podrían usarse en pruebas de física fundamental, como la detección de variaciones en constantes fundamentales o la mejora de sistemas de navegación y sincronización global.
Contexto
La comunidad científica ve con entusiasmo estos resultados, ya que representan el primer paso concreto hacia relojes nucleares verdaderamente autónomos. Aunque aún no igualan a los mejores relojes atómicos ópticos del mundo (con precisiones del orden de 10⁻¹⁸), el potencial de escalabilidad y estabilidad intrínseca de estos dispositivos los posiciona como candidatos para la próxima generación de estándares temporales. Investigadores destacan que esta tecnología podría revolucionar campos como la geodesia, la detección de ondas gravitacionales y la búsqueda de materia oscura, donde se requiere una sincronización extrema.
¿Qué sigue?
Los equipos now trabajan en mejorar la estabilidad del sistema mediante láseres más potentes y optimizar la integración del núcleo de torio en estructuras de trampa iónica. Se espera que en los próximos cinco años se logren prototipos capaces de alcanzar precisiones superiores a los 10⁻¹⁹, consolidando el reloj nuclear como la nueva referente temporal global.
📰 Publicado originalmente en El Comercio. Este contenido ha sido reescrito con fines informativos.