El reloj nuclear se pone en marcha por primera vez ✎ exprés

Original: "A nuclear clock based on $$^{229}$$Th"
arXiv:2606.08870 · 2026-06-07 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
El tiempo ya no se mide con electrones, sino con el núcleo del átomo de torio.

Un péndulo que casi nada puede desviar: no le afectan ni las sacudidas, ni el calor, ni los campos magnéticos, porque está escondido en el mismísimo corazón del átomo. Ese es el péndulo que han utilizado los físicos al poner en marcha por primera vez un reloj nuclear. Antes, los mejores relojes, los ópticos, funcionaban con transiciones de electrones. Pero los electrones viven en la periferia del átomo, como mariposas al viento: cualquier influencia externa los perturba. El núcleo, en cambio, es una caja fuerte en el sótano, a la que casi no llegan las interferencias del exterior.

En el experimento, el papel de péndulo lo desempeñó el núcleo del isótopo torio-229. Este tiene una característica poco común: la transición entre sus dos estados requiere muy poca energía, aproximadamente la de un fotón ultravioleta con una longitud de onda de 148.4 nm. Esa transición se puede "cosquillear" con un láser, en lugar de usar la dura radiación gamma, como ocurre con la mayoría de los núcleos. El haz láser se hacía pasar por un diminuto cristal de fluoruro de calcio con inclusiones de torio, y se atenuaba ligeramente cuando la frecuencia del láser coincidía con la resonancia del núcleo. Por esa atenuación, como si fuera una sombra, se determinaba el ritmo exacto.

El láser para el reloj nuclear se creó mezclando haces en vapor de cadmio: se obtuvo un haz estrecho de ultravioleta de vacío con una potencia de solo 10 microwatios. Es como una luciérnaga, pero de un color muy puro.

La estabilidad de la marcha resultó ser del orden de 2×10⁻¹², lo que significa que el reloj se desviaría solo un segundo en varios miles de años. Además, dos cristales diferentes mostraron una coincidencia de frecuencia de hasta 10⁻¹³. En otras palabras, el péndulo nuclear no solo es preciso, sino también reproducible, como si dos maestros relojeros en ciudades distintas fabricaran relojes que van al unísono.

Estos relojes no necesitan estar suspendidos en una cámara de vacío ni blindados contra campos magnéticos: funcionan en un cristal sólido a temperatura ambiente. Esto abre el camino a sensores de altísima precisión que se puedan llevar encima, y a la comprobación de leyes fundamentales, por ejemplo, si los cimientos mismos del universo cambian con el tiempo. Así, el péndulo escondido en la caja fuerte atómica empieza a medir no solo segundos, sino también los límites de nuestro conocimiento sobre el cosmos.

El reloj nuclear es tan insensible a la temperatura que su marcha apenas cambiaría aunque se calentara el cristal decenas de grados, a diferencia de los relojes de cuarzo, que se adelantan con el calor.

En la novela de Greg Egan "La ciudad de las permutaciones", unos relojes nucleares de precisión extrema ayudan a los personajes a sincronizar copias cuánticas de la conciencia; ahora esa precisión se vuelve realidad.

Científicos
Emmy NoetherWolfgang PauliEnrico FermiPaul DiracChien-Shiung WuEugene Wigner
Conceptos
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