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Reloj Atomico

 

Se considera que los relojes at贸micos son las m谩quinas m谩s perfectas que el hombre ha construido ya que nos dan la hora exacta tambi茅n llamada hora at贸mica. A la vez, es uno de los聽 objetos que menos se conocen. A continuaci贸n, vamos a definir algunas de las caracter铆sticas de los relojes at贸micos para que t煤 tambi茅n puedas conocer de su importancia:

 

Todo lo que tienes que saber sobre el reloj at贸mico

Si echas un vistazo a un reloj de pulsera (en el caso de que lo tengas y no lo haya sustituido por tu tel茅fono m贸vil), te dar谩s cuenta de que tiene una elevada precisi贸n que es m谩s que suficiente para lo que lo vamos a utilizar. Sin embargo, si te pones a ser quisquilloso, te dar谩s cuenta de que no siempre es demasiado preciso: cada cierto tiempo es posible que se empiece a retrasar o a adelantar algunos segundos. Si aplicamos esto durante un a帽o, nos daremos cuenta de que hasta llevamos varios minutos de retraso.

Esto que para nosotros no nos supone mucho (a fin y al cabo ser谩 tan sencillo como acceder a las propias funciones del reloj y adelantar o atrasar la hora en base a la actual), para un cient铆fico puede ser catastr贸fico. Tienes que saber que muchas veces necesitan medir ciertos eventos que pueden durar muy poco tiempo (por ejemplo, millon茅simas de segundo) y, por ende, la precisi贸n es vital.

En otras palabras, que no nos valen los relojes de toda la vida.

 

reloj atomico

 

Hora At贸mica

Para realizar un tipo de medici贸n mucho m谩s exacta se utiliza lo que se denomina como 鈥渞eloj anat贸mico鈥. Para funcionar, se utilizan c谩lculos del tiempo que duran los procesos de cambio de energ铆a en los propios 谩tomos. Para que lo puedas entender: cada uno de los elementos que componen la materia tiene una determinada frecuencia (los tiempos que duran los cambios de energ铆a que hemos comentado): se tiene como referencia el dato de que un segundo equivale a 9.192.631.770 ciclos de un 谩tomo de cesio (que se representa con el s铆mbolo at贸mico de Cs).
Tambi茅n es importante considerar que la precisi贸n de estos relojes depender谩 de una serie de factores a tener en cuenta: por ejemplo, el n煤mero de 谩tomos estableci茅ndose la relaci贸n de que, a mayor n煤mero, mayor es la precisi贸n que se va a obtener.

En t茅rminos matem谩ticos, la precisi贸n que se consigue es proporcionar a la propia ra铆z cuadrada del n煤mero de los 谩tomos que se han empleado.

Realmente, cuando hablamos de un reloj anat贸mico, en realidad a lo que estamos haciendo referencia es a lo que se conoce como 鈥渙sciladores electr贸nicos鈥. Las frecuencias que hemos comentado anteriormente se unen completamente a las frecuencias de transici贸n hiperfina (para que lo puedas entender, la alteraci贸n que se produce los diferentes niveles energ茅ticos de los 谩tomos) del elemento qu铆mico cesio; esto provocar谩 que, a nivel interno, los guiones sean capaces de emitir luz.

Siguiendo el procedimiento, la luz ser谩 transmitida y captada por una serie de celdas fotoel茅ctricas que, a su vez, ser谩n capaces de enviar la energ铆a a diferentes aparatos electr贸nicos que, finalmente, conseguir谩n realizar la medici贸n con una alta fiabilidad.

 

El primer reloj at贸mico construido

El primer reloj at贸mico que se construy贸 se dise帽贸 por Harold Lyons perteneciente al NIST en el a帽o 1949.
Era un enorme cilindro fabricado en material de acero para resistir el paso del tiempo y que ten铆a una enorme altura de nada menos que 1,70 m. Adem谩s, en su interior pod铆amos encontrar una c谩mara de vac铆o en donde se hab铆an introducido 谩tomos de cesio en movimientos.

El a帽o 1949 es vital para la historia de la humanidad ya que fue capaz de suponer un antes y un despu茅s a la hora de conseguir medir el tiempo. Sin embargo, hemos evolucionado mucho desde ese momento y los relojes que nos encontramos ahora mismo poco o nada tienen que ver con esos relojes at贸micos del pasado. Adem谩s, las t茅cnicas que se utilizan ahora mismo para el dise帽o de los mismos comprenden un espectro de medici贸n mucho m谩s amplio que nos ayuda a fabricar relojes que se basan en diferentes elementos qu铆micos, no solamente en el cesio como se hac铆a en el pasado.

 

Los 煤ltimos modelos de relojes at贸micos

El reloj revolucionario de car谩cter at贸mico m谩s importante de estos momentos es el que se construy贸 en el NIST en la Universidad del Colorado que se ha fabricado teniendo como material de referencia el estroncio (representado por el elemento qu铆mico Sr); a nivel interno, consigue desplegar su funcionamiento interactuando dos 谩tomos con tecnolog铆a l谩ser. Para que estos 谩tomos no se puedan llegar a escapar, est谩n atrapados dentro de un l谩ser rojo que, a trav茅s de la aplicaci贸n de diferentes tipos de energ铆a, conseguir谩n que sus estados energ茅ticos puedan llegar a variar.

Cuando se produce estas modificaciones, se asocian a los 鈥渢ics鈥 del reloj: de esta manera, se pueden llegar a conseguir hasta 430.000.000.000.000 de tics por cada segundo; haciendo los c谩lculos, descubrimos que tienen una precisi贸n de nada menos que un segundo cada 5 billones de a帽os.
Como no pod铆a ser de otra manera, para que estos relojes puedan desplegar su actividad miden el tiempo en la medida que se conoce como attosegundos (la millon茅sima parte de los segundos. Este reloj conseguir铆a batir el r茅cord de precisi贸n al llegar a una variaci贸n m铆nima de 2,1 attosegundos debido a unas mejoras que se hab铆an implantado en su interior de forma reciente.

Sin embargo, a pesar de lo que tenemos hoy en d铆a nos sorprende, los cient铆ficos son mucho m谩s optimistas y hasta llegado a asegurar que de cara al futuro podremos superar la barrera del attosegundo; realmente, en t茅rminos cient铆ficos, no nos queda demasiado para lograr la perfecci贸n absoluta a la hora de conseguir la medici贸n del tiempo.

Los relojes at贸micos son una herramienta perfecta que ha revolucionado por completo el mundo tecnol贸gico y el de la ciencia: fig煤rate si es tan importante que muchos de los avances que se han obtenido hasta ahora no habr铆an sido posibles sin ellos.