Los relojes atómicos son un prodigio de la técnica. Llevan más de siete décadas entre nosotros y son los dispositivos de medición del tiempo más precisos y estables que existen. Aún hoy los físicos continúan elaborando nuevas estrategias que persiguen mejorar su precisión e incrementar su estabilidad sacando el máximo partido posible a las propiedades fisicoquímicas de algunos elementos tan exóticos como lo son el cesio, el rubidio o el mercurio.
Sea como sea los relojes atómicos son importantes por una razón: tienen un papel protagonista en aquellas aplicaciones en las que es necesario generar un patrón de frecuencia lo más estable y preciso posible. Por esta razón se utilizan, entre otros escenarios de uso, como patrón base para medir el tiempo en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas; en algunas estaciones de radiodifusión; en experimentos de interferometría o en los sistemas de geoposicionamiento global.
Este reloj atómico ultrapreciso aspira a cambiar las reglas de la navegación marítima
Un equipo de físicos e ingenieros de Vector Atomic, una empresa que se dedica al diseño y la fabricación de instrumentos de navegación y comunicaciones, ha puesto a punto un reloj atómico que utiliza una tecnología inédita. En el artículo que han publicado en Nature explican que su ingenio ha sido ideado para entregar una señal de reloj extremadamente precisa pero sin sacrificar la enorme robustez que requiere un instrumento concebido para ser utilizado en navegación marítima.
Una mínima imprecisión a la hora de medir la propagación de una señal entre los satélites puede provocar un error de posicionamiento de varios cientos de metros
De hecho, lo han puesto a prueba a bordo de un barco con el que han recorrido el Océano Pacífico. En el contexto de la navegación marítima los relojes atómicos utilizados por los navíos deben idealmente ser tan precisos como los que podemos encontrar en los laboratorios. De lo contrario una mínima imprecisión a la hora de medir la propagación de una señal entre los satélites puede provocar un error de posicionamiento de varios cientos de metros. En la mayor parte de los escenarios de uso marítimos, y especialmente en el contexto militar, esta deriva representa un problema importante.
El propósito de los ingenieros de Vector Atomic durante la fase de diseño de su reloj atómico ha sido entregar una precisión y una fiabilidad equiparables a las de los dispositivos de laboratorio. Y para lograrlo han ideado un oscilador de moléculas de yodo que pesa aproximadamente 26 kg y tiene un tamaño equiparable al de tres cajas de zapatos colocadas una junto a la otra. Su peso y sus dimensiones encajan con las necesidades de un dispositivo que va a ser usado en navegación marítima, pero lo más importante es su precisión.
Según sus creadores este reloj atómico de moléculas de yodo es unas 1.000 veces más preciso que los relojes atómicos utilizados habitualmente en navegación marítima. Durante los 20 días invertidos por los ingenieros de Vector Atomic para surcar con él las aguas del Océano Pacífico el error que identificaron fue de 300 ps por día (un picosegundo es la billonésima parte de un segundo). No obstante, en realidad hicieron esta prueba con tres relojes atómicos simultáneamente, por lo que esta medida es presumiblemente muy fiable y coloca a este dispositivo si nos ceñimos a su precisión en la órbita de los relojes atómicos utilizados en los laboratorios de investigación.
Imagen | Vector Atomic
Más información | Nature