Un equipo de científicos construyó el primer reloj nuclear funcional, una tecnología que llevaba más de dos décadas apareciendo en planes, promesas y experimentos parciales.
Para entenderlo, primero hay que mirar los relojes atómicos actuales, que ya son increíblemente precisos y usan electrones para medir el tiempo.
Los electrones pueden saltar entre niveles de energía cuando reciben luz con una frecuencia exacta. Ese salto funciona como el tic tac del reloj.
Si el láser se aleja de la frecuencia correcta, menos electrones responden. Entonces el sistema corrige el láser y mantiene el tiempo estable.
Con este método, los mejores relojes atómicos pueden perder solo unos pocos segundos en miles de millones de años. Es una locura.
Pero los núcleos atómicos prometen algo todavía más fino. En vez de usar electrones, usarían cambios de energía dentro del propio núcleo.
En teoría, eso permitiría relojes tan estables que podrían perder segundos en tiempos mucho mayores que la edad del universo.
El problema era práctico. La mayoría de núcleos necesita energías demasiado altas para que un láser común pueda moverlos entre estados.
Ahí entra el torio-229, un isótopo radiactivo especial cuyo núcleo puede excitarse con mucha menos energía que otros núcleos conocidos.
El trabajo se llama A thorium-229 optical nuclear clock with feedback loop y fue publicado como preprint en arXiv por investigadores europeos.
El equipo incrustó átomos de torio en un cristal de fluoruro de calcio y lo iluminó con un láser ultravioleta muy preciso.
Ese láser funciona como el tic tac del reloj. Cambia entre dos frecuencias cercanas para comprobar si el torio absorbe correctamente.
Si el torio absorbe ambas frecuencias por igual, el reloj sabe que está bien ajustado. Si no, corrige el láser automáticamente.
Eso es lo que convierte el experimento en un reloj funcional, no solo en una demostración de que el núcleo podía excitarse.
Hasta ahora ya se había logrado activar el núcleo de torio con láser, pero faltaba ese mecanismo de corrección continua.
Todavía no supera a los mejores relojes atómicos. Por ahora pierde decenas de segundos cada mil millones de años, aproximadamente.
Pero los investigadores lo ven como una prueba de concepto. El sistema todavía puede mejorar mucho con mejores láseres y electrónica.
Una ventaja enorme es que funciona a temperatura ambiente. No necesita enfriar átomos casi al cero absoluto ni encerrarlos en vacío.
Eso podría hacerlo más simple, compacto y útil para experimentos fuera de laboratorios gigantes, incluso en satélites o pruebas de relatividad.
Además, como el núcleo está más protegido del ruido de los electrones, puede servir para buscar efectos muy sutiles de física nueva.
De hecho, el equipo ya lo usó para poner límites a posibles partículas de materia oscura ultraligera que afectarían la energía nuclear.
La lógica es que, si esa materia oscura existe y atraviesa todo el universo, podría mover ligeramente la frecuencia del reloj.
Por ahora no encontraron esa señal. Pero demostraron que un reloj nuclear real puede medir el tiempo y escuchar cambios mínimos en la naturaleza.