Gracias al torio un grupo de investigadores ha conseguido crear el reloj más preciso del mundo

Muchos son los investigadores que a día de hoy trabajan en el desarrollo de nuevas aplicaciones donde poder utilizar un metal tan raro como el torio. Gracias precisamente a los experimentos que se están llevando a cabo con este material hemos conseguido comprender que el mismo puede ser utilizado para crear una nueva generación de relojes atómicos. Entre las peculiaridades que mostrarían esta clase completamente nueva de relojes atómicos nos encontramos con que finalmente se podría conseguir crear un mecanismo que destacaría por ser mucho más preciso del que hemos venido utilizando hasta la fecha.

Comentarte que a día de hoy el ser humano utiliza un sistema muy simple para conseguir que los de alta precisión funcionen como deben. Estos relojes, a su vez, se utilizan para diferentes labores como puede ser, por ejemplo, el coordinar los satélites y conocer su posición global de los mismos. La idea para conseguir realizar esta labor pasa por golpear un electrón con la cantidad gusta de energía para así conseguir forzarlo a saltar desde su orbital y regresar de nuevo.

El realizar este pequeño salto cuántico, a su vez, requiere de una cantidad de tiempo muy precisa, misma que se puede detectar y utilizar como una especie de péndulo muy pequeño. Tal es la precisión de los sistemas actuales que, según los investigadores, al parecer estos podrían perder un segundo cada docientos millones de años más o menos, un detalle que seguro nos ayuda a comprender la enorme precisión que puede llegar a ofrecer al ser humano esta tecnología.


El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos cree que el uso del torio puede ayudarnos a crear relojes cuánticos más precioso

A pesar de que un reloj cuántico tan sólo puede llegar a perder un segundo cada docientos años, lo cierto es que todavía existen centros que buscan hacer de los relojes cuánticos un sistema aún más preciso. Entre los centros especializados hoy quiero hablarte del último trabajo realizado por un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos, mismo desde donde se ha publicado un completo paper donde se demuestra cómo se pueden mejorar estos sistemas mediante el enfriamiento y el aumento de la densidad de las partículas que en ellos intervienen.

Para intentar explicar esto un poco mejor, el estudio nos habla de cómo la densidad de las partículas empaquetadas en un núcleo, como el de un átomo de torio, hacen que este sea muy difícil de alterar por lo que, en teoría, podría hacer que los relojes atómicos que las utilicen puedan seguir funcionando durante más tiempo.

Otra de las grandes características que hace al torio un elemento interesante es que, al contrario que el resto de materiales, los cuales necesitan de una fuerza poderosa para excitarlos, como pueden ser los rayos X o los rayos gamma, con el torio tan sólo es necesario utilizar luz ultravioleta, algo que, sin lugar a dudas, lo convierte en uno de los mejores candidatos de los que disponemos para crear un reloj atómico óptico basado en el núcleo de un átomo.

Tal y como ha comentado el físico Ekkehard Peik:

Gracias a esta nueva tecnología, hemos conseguido desarrollar un sistema donde la resonancia de la transición es extremadamente nítida y solo se puede observar si la frecuencia de la luz láser coincide exactamente con la diferencia de energía de ambos estados.

El torio podría ser fundamental para la creación de un reloj atómico óptico basado en el núcleo de un átomo

Trabajando con investigadores de la Ludwig-Maximilians-Universität, localizada en la ciudad alemana de Munich, el equipo analizó las formas metaestables del isómero Thorium-229 consiguiendo capturar el estado excitado a medida que se descomponían en átomos de uranio. Al golpear los átomos atrapados con un láser y estudiar el espectro de luz producido por el cambio de electrones, el equipo podría juzgar la distribución de carga a través de su núcleo.

El resultado final es una mejor imagen del núcleo que ayudará a reducir el rango de frecuencias requeridas para mover el núcleo atómico de un estado fundamental a uno excitado, haciendo que marque como un reloj. Lamentablemente, al menos de momento, no está claro cuán preciso sería un reloj nuclear basado en torio, pero sin duda abriría una ventana a una forma completamente nueva de medir los segundos que pasan.

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