Al canario no se lo llevaba a la mina por su canto. El pájaro caía de la percha antes de que el minero notara el monóxido de carbono. En el vacío ultraalto, el papel del canario lo desempeña una nube de cien mil átomos de litio o rubidio. Un láser los enfría hasta decenas de microkelvin, y quedan suspendidos en una trampa magnética poco profunda, cuya profundidad es de apenas una milésima de kelvin. Las moléculas del gas residual, que se mueven a velocidades propias de la temperatura ambiente, chocan con los átomos fríos y los expulsan de la trampa. Cuantas más moléculas haya en la cámara, más rápido se vacía la nube.
Durante cien años, los metrólogos midieron la presión con columnas de mercurio y manómetros de pistón. Estos instrumentos son buenos cerca de la presión atmosférica, pero su precisión se desvanece al adentrarse en el vacío profundo. Tras la redefinición de las unidades en 2019, el pascal se puede realizar a partir de la densidad de partículas y la temperatura, lo que abrió el camino a los sensores cuánticos. Los átomos fríos aquí no miden campos ni tiempo, como en otros sensores cuánticos vecinos. Se convierten en sondas de presión, y su respuesta no requiere calibración contra otro estándar. La tasa de pérdida de átomos es igual a la densidad del gas de fondo multiplicada por un coeficiente de pérdida conocido, que se calcula desde primeros principios de la mecánica cuántica de la dispersión.
Hoy, el sensor mide la presión en el rango de cinco nanopascales a cincuenta micropascales con una incertidumbre relativa del uno al tres por ciento. En una de las demostraciones se midió una presión de 42 nanopascales con un error de solo un nanopascal. Esta es la primera tecnología capaz de convertirse en patrón primario en vacío ultraalto sin costosos sistemas de flujo. La calibración de los manómetros de ionización será más sencilla y barata, y la cadena de trazabilidad al pascal se acortará.
El canario en la mina alertaba del peligro, pero no decía cuánto gas había en el aire. Los átomos fríos lo dicen con precisión. Caen de la trampa uno a uno, y cada pérdida deja una huella en el número de los que quedan. Así nace un nuevo patrón de vacío que no se apoya en resortes ni pistones, sino en las leyes del mundo cuántico.
La fuente de litio en el CAVS es tan fría que la presión de su vapor a temperatura ambiente es inferior a 10^-16 Pa, que es 10^12 veces menor que la del rubidio. Un gramo de rubidio en un horno atómico puede proporcionar un flujo de átomos de 10^8 por segundo durante más de cien años.
La idea de un sensor que detecta colisiones individuales con moléculas resuena con los escáneres atmosféricos de 'Dune' de Frank Herbert, donde instrumentos sensibles captan los más mínimos cambios en la composición del aire.