El cronómetro más preciso del mundo todavía funciona mirando de reojo a un viejo péndulo. Los máseres de hidrógeno —los mejores «volantes de inercia» de radiofrecuencia (dispositivos que mantienen el ritmo entre las comparaciones con el patrón)— acumulan error porque el ruido entre cuentas se filtra en la señal final. Los físicos llaman a esto efecto Dick, y pone un límite a la precisión de cualquier escala de tiempo construida sobre radiofrecuencias.
Los autores sustituyeron el volante de radiofrecuencia por uno óptico. En su instalación hay tres «guardianes del ritmo» independientes: dos pares de espejos de silicio criogénico que forman un resonador ultraestable, y un reloj de yodo cuya frecuencia está anclada a una transición molecular. Cada uno se ajusta con el reloj óptico de átomos de estroncio —el patrón principal, cuya precisión supera el dígito 18 después de la coma decimal. Este conjunto funciona de forma continua durante más de 20 días, y en ese tiempo las tres escalas ópticas paralelas divergen menos de 100 picosegundos —el tiempo que tarda la luz en recorrer solo 3 centímetros.
Cuando el patrón óptico no está disponible temporalmente —por ejemplo, durante el ajuste o por una avería— cada volante sigue funcionando por su cuenta. En seis horas de interrupción típica, se acumulan unos 20 picosegundos de desviación. Esto es cientos de veces menos de lo que daría un máser de hidrógeno en la misma situación. El círculo se cierra: el efecto Dick, que antes dictaba los límites de precisión, ahora está suprimido hasta tal punto que la escala de tiempo vive por primera vez según leyes puramente ópticas.
Los resonadores de silicio de este trabajo están enfriados a temperaturas criogénicas, donde las vibraciones térmicas de los átomos casi se detienen. A temperatura ambiente, el mismo cristal «respira» cientos de veces más fuerte, emborronando la precisión de la cuenta.