Escandio-45: la clave para relojes más precisos que los atómicos ⚡ экспресс
La transición nuclear en ⁴⁵Sc del estado fundamental al isomérico con una energía de 12,389 keV tiene un tiempo de vida de 0,46 s, una anchura natural de 1,4 feV y un factor de calidad de ~10¹⁹, lo que supera la precisión de los mejores relojes atómicos. Mediante el láser europeo de rayos X de electrones libres se midió el tiempo de vida del isómero por el método de fluorescencia retardada incoherente Kα,β, y se registró por primera vez la fluorescencia elástica, lo que permitió determinar el coeficiente parcial de conversión interna como 390(60). La ausencia de señal de dispersión nuclear hacia adelante para retardos superiores a 2 ms indica un ensanchamiento de la línea por el entorno de al menos 500 veces con respecto a la anchura natural (>500Γ₀). Estos resultados establecen límites experimentales sobre los mecanismos de decoherencia en sólidos y constituyen un hito importante para la creación de relojes nucleares de estado sólido.
En el núcleo del átomo de escandio-45 se esconde un péndulo casi perfecto. Sus oscilaciones —la emisión de rayos X— son tan regulares que en medio segundo realiza 10^19 «tics», sin perder ni uno. Esto es miles de millones de veces más estable que los mejores relojes atómicos.
Los científicos «escucharon» este péndulo excitando los núcleos con un láser de rayos X y aplicando espectroscopia y medición de luz. Sin embargo, en un cristal sólido, los átomos vecinos tiemblan como la mesa sobre la que reposa el péndulo. Este desorden vibratorio emborrona la señal al menos 500 veces, reduciendo la pureza ideal del ritmo. Incluso en esas condiciones, el escandio-45 sigue siendo imbatible.
Un reloj nuclear basado en él notaría un desfase al elevarlo apenas un centímetro: así se manifiesta la gravedad según la teoría de Einstein. Y eso significa que no solo podremos mejorar la navegación, sino también comprobar si las leyes de la física han cambiado en miles de millones de años.
🎯 Los relojes nucleares basados en escandio-45 serán tan sensibles que mostrarán que en el segundo piso el tiempo pasa más rápido que en el primero.