Reloj Atomico

Se considera que los relojes atómicos son las máquinas más perfectas que el hombre ha construido y, a la vez, una de las que menos se conocen. A continuación, vamos a definir algunas de las características de los relojes atómicos para que tú también puedas conocer de su importancia:

Todo lo que tienes que saber sobre el reloj atómico

Si echas un vistazo a un reloj de pulsera (en el caso de que lo tengas y no lo haya sustituido por tu teléfono móvil), te darás cuenta de que tiene una elevada precisión que es más que suficiente para lo que lo vamos a utilizar. Sin embargo, si te pones a ser quisquilloso, te darás 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 año, nos daremos cuenta de que hasta llevamos varios minutos de retraso.
Esto que para nosotros no nos supone mucho (a fin y al cabo será tan sencillo como acceder a las propias funciones del reloj y adelantar o atrasar la hora en base a la actual), para un científico puede ser catastrófico. Tienes que saber que muchas veces necesitan medir ciertos eventos que pueden durar muy poco tiempo (por ejemplo, millonésimas de segundo) y, por ende, la precisión es vital.
En otras palabras, que no nos valen los relojes de toda la vida.

 

reloj atomico

 

Relojes atómicos y su gran precisión

Para realizar un tipo de medición mucho más exacta se utiliza lo que se denomina como “reloj anatómico”. Para funcionar, se utilizan cálculos del tiempo que duran los procesos de cambio de energía en los propios átomos. 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 energía que hemos comentado): se tiene como referencia el dato de que un segundo equivale a 9.192.631.770 ciclos de un átomo de cesio (que se representa con el símbolo atómico de Cs).
También es importante considerar que la precisión de estos relojes dependerá de una serie de factores a tener en cuenta: por ejemplo, el número de átomos estableciéndose la relación de que, a mayor número, mayor es la precisión que se va a obtener.
En términos matemáticos, la precisión que se consigue es proporcionar a la propia raíz cuadrada del número de los átomos que se han empleado.
Realmente, cuando hablamos de un reloj anatómico, en realidad a lo que estamos haciendo referencia es a lo que se conoce como “osciladores electrónicos”. Las frecuencias que hemos comentado anteriormente se unen completamente a las frecuencias de transición hiperfina (para que lo puedas entender, la alteración que se produce los diferentes niveles energéticos de los átomos) del elemento químico cesio; esto provocará que, a nivel interno, los guiones sean capaces de emitir luz.
Siguiendo el procedimiento, la luz será transmitida y captada por una serie de celdas fotoeléctricas que, a su vez, serán capaces de enviar la energía a diferentes aparatos electrónicos que, finalmente, conseguirán realizar la medición con una alta fiabilidad.

El primer reloj atómico construido

El primer reloj atómico que se construyó se diseñó por Harold Lyons perteneciente al NIST en el año 1949.
Era un enorme cilindro fabricado en material de acero para resistir el paso del tiempo y que tenía una enorme altura de nada menos que 1,70 m. Además, en su interior podíamos encontrar una cámara de vacío en donde se habían introducido átomos de cesio en movimientos.
El año 1949 es vital para la historia de la humanidad ya que fue capaz de suponer un antes y un después 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 atómicos del pasado. Además, las técnicas que se utilizan ahora mismo para el diseño de los mismos comprenden un espectro de medición mucho más amplio que nos ayuda a fabricar relojes que se basan en diferentes elementos químicos, no solamente en el cesio como se hacía en el pasado.

Los últimos modelos de relojes atómicos

El reloj revolucionario de carácter atómico más importante de estos momentos es el que se construyó en el NIST en la Universidad del Colorado que se ha fabricado teniendo como material de referencia el estroncio (representado por el elemento químico Sr); a nivel interno, consigue desplegar su funcionamiento interactuando dos átomos con tecnología láser. Para que estos átomos no se puedan llegar a escapar, están atrapados dentro de un láser rojo que, a través de la aplicación de diferentes tipos de energía, conseguirán que sus estados energéticos puedan llegar a variar.
Cuando se produce estas modificaciones, se asocian a los “tics” del reloj: de esta manera, se pueden llegar a conseguir hasta 430.000.000.000.000 de tics por cada segundo; haciendo los cálculos, descubrimos que tienen una precisión de nada menos que un segundo cada 5 billones de años.
Como no podía ser de otra manera, para que estos relojes puedan desplegar su actividad miden el tiempo en la medida que se conoce como attosegundos (la millonésima parte de los segundos. Este reloj conseguiría batir el récord de precisión al llegar a una variación mínima de 2,1 attosegundos debido a unas mejoras que se habían implantado en su interior de forma reciente.
Sin embargo, a pesar de lo que tenemos hoy en día nos sorprende, los científicos son mucho más optimistas y hasta llegado a asegurar que de cara al futuro podremos superar la barrera del attosegundo; realmente, en términos científicos, no nos queda demasiado para lograr la perfección absoluta a la hora de conseguir la medición del tiempo.
Los relojes atómicos son una herramienta perfecta que ha revolucionado por completo el mundo tecnológico y el de la ciencia: figúrate si es tan importante que muchos de los avances que se han obtenido hasta ahora no habrían sido posibles sin ellos.