En esta entrada resolveremos tu duda acerca de la precisión máxima en los relojes. Precisión que es útil en radioastronomía y en la investigación de las teorías acerca del universo. En relojes de pulsera esta precisión no es una utilidad sino un valor más a apreciar, disfrutando de las mejores cualidades técnicas y la belleza de estas máquinas.
El reloj más preciso inventado por el hombre
El reloj más preciso del mundo y del universo es un reloj atómico de átomos de estroncio. Puedes conocer todo en este enlace acerca del reloj atómico. El reloj previamente más preciso era de átomos de cesio, pero en 2015, la precisión fue mejorada notablemente hasta tener un reloj que establecía un nuevo récord de precisión, desviándose un segundo cada 15.000 millones de años.
Sin embargo, nuevamente esta récord de precisión ha sido batido por mucho, también por un reloj de átomos de estroncio, un cubo de gas cuántico diseñado por físicos del NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología), en USA, junto con investigadores de la Universidad de Colorado. Para hacernos una idea de la precisión de este reloj, si éste comenzara a funcionar en el segundo cero del inicio del universo, no se desviaría lo más mínimo en un tiempo equivalente a 1.000 veces la edad actual del universo.
Cómo se consiguió hacer el reloj más exacto del mundo
Para obtener ese tipo de precisión, el equipo enfrió los átomos de estroncio para evitar que se movieran y chocaran entre sí, algo que puede interferir e impedir su vibración. Primero golpean los átomos con láser, y, cuando los fotones los golpean, los átomos absorben su energía y reemiten un fotón, perdiendo energía cinética y enfriándose. Como esto no bajó su temperatura lo suficiente, para enfriarlos aún más el equipo confió en el enfriamiento por evaporación, lo que permitió que algunos de los átomos de estroncio se evaporaran y aceptaran aún más energía. Se quedaron con entre 10.000 y 100.000 átomos, a una temperatura de sólo entre 10 y 60 billonésimas de grado por encima del cero absoluto, o -459 grados Fahrenheit (-273 grados Celsius).
Los átomos fríos fueron atrapados por una red 3D de láser. Las vigas se instalaron para interferir entre sí. Al hacerlo, crearon regiones de baja y alta energía potencial llamadas pozos de potencial. Los pozos actúan como cartones de huevos apilados, conteniendo, cada uno, un átomo de estroncio.
Los átomos se enfriaron tanto que dejaron de interactuar entre sí, a diferencia de un gas normal, en el que los átomos se mueven aleatoriamente y rebotan en sus semejantes. Los átomos enfriados permanecen bastante quietos. Luego comienzan a comportarse menos como un gas y más como un sólido, a pesar de que la distancia entre ellos es mucho mayor que la que se encuentra en el estroncio sólido.
El reloj de pulsera más preciso del mundo
En cuanto a relojes de pulsera mecánicos, se considera que el más preciso que se ha hecho es el Patek Philippe Aquanaut Travel Time 5650G.
La precisión de esta reloj, una maravilla de Patek Philippe, viene de una innovación que mejora el diseño y el centro de gravedad del espiral, denominado Spiromax, fabricado en Silinvar y patentado, estableciendo una precisión oficial y probada de ±0,5 segundos. Además de esto, este Patek Philippe tiene indicador de segundo huso horario y de día y noche para ambos husos horarios.
Características técnicas del Patek Philippe Aquanaut Travel Time 5650G
Caja De oro blanco con fondo de cristal de zafiro y corona atornillada
Diámetro 40,8mm
Hermeticidad 120m
Calibre 324 S C FUS, automático
Funciones Hora local, fecha, segundo huso horario, fecha analógica e indicador de día/noche
Esfera Azul con relieve Aquanaut, índices numerales arábigos en oro blanco
Brazalete En composite color azul y cierre desplegable de oro blanco
De una manera similar al funcionamiento de un reloj de cuarzo, que se basa en la vibración de una lámina de cuarzo que vibra al recibir un impulso eléctrico de la batería del reloj, un reloj atómico basa su funcionamiento en la frecuencia de resonancia atómica. En la actualidad, en los relojes atómicos se utilizan átomos de cesio 133 (un isótopo de este elemento).
Historia del reloj atómico
A partir de ideas anteriores al siglo XX y del desarrollo de herramientas previas tanto de Kelvin como de Isidor Isaac Rabí, nace el reloj atómico.
Inventor del reloj atómico
El primer reloj atómico lo creó Willard Frank Libby en 1949, basándose en la resonancia magnética molecular y atómica del amoníaco, aunque la precisión que lograba no era muy superior a la de los osciladores de cuarzo de aquellos años.
Reloj atómico de cesio
El primer reloj atómico de átomos de cesio lo construyeron Louis Essen y John V.L Parry en Inglaterra en 1955, y ya en 1967, la fiabilidad y precisión que se lograba con estos relojes hizo que la Oficina Internacional de Pesas y Medidas eligiera cono nuevo patrón para la medida del tiempo físico este tipo de relojes, definiendo el segundo como la equivalencia de 9.192.631.770 ciclos de radiación del isótopo de cesio 133.
Qué precisión tiene un reloj atómico
El reloj atómico es el más preciso que existe en el universo
La precisión mínima que se alcanza con un reloj atómico logra una desviación de un 1 segundo en 30 millones de años, lográndose actualmente una desviación de 1 segundo en 52 millones de años. En la actualidad se trabaja en el Observatorio de París en mejorar la precisión de una manera más que notable, hasta lograr una desviación de 1 segundo en 32.000 millones de años, lo que supondría una desviación de 1 segundo en un número de años que superaría con creces el doble de la edad que tiene el universo, para hacerse una idea de la precisión lograda.
Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo, el denominado Tiempo Atómico Internacional (TAI), que es un estándar atómico utilizado para medir tiempos astronómicos y tiempos propios de cuerpos celestes. Desde que existen estos relojes, la medida de la unidad de tiempo, el segundo, se desliga de fenómenos astronómicos, por lo que en la actualidad, la navegación y la aviación se basan en estos tiempos. Cada satélite GPS que orbita la tierra lleva 4 relojes atómicos, de manera que el el Sistema de Posición Geográfica o GPS alcanza su precisión gracias a estos relojes, y logra su fiabilidad para ubicar posiciones basándose en la multilateración.
El Tiempo Universal Coordinado (UTC), que tratamos aquí, y que proporciona las señales horarias, está actualmente unos segundos por detrás del TAI, determinando el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia 2 fechas al año (30 de junio y 31 de diciembre) en las que quitar o añadir un segundo en caso de ser necesario.
Cómo funciona un reloj atómico
Explicaremos de la manera más sencilla posible el funcionamiento de un reloj atómico. Un isótopo de cesio 133 emite 9.192.631.770 ciclos de radiación, nunca 1 más ni 1 menos, gracias a esto se logra la nueva definición del segundo.
En una parte del reloj se ubica un horno con una placa de cesio que evaporará iones de este elemento, en 2 estados independientes de giro y con propiedades magnéticas distintas. Tras la evaporación, mediante un complejo imán y dos láser se separan y descartan los iones de mayor energía, pasando el resto a una cámara.
Un radioemisor de microondas llena de manera uniforme la cavidad de esta cámara con ondas radioeléctricas de la frecuencia de un oscilador electrónico (el reloj en sí). Cuando la frecuencia de esta onda introducida en la cámara se adapta a la frecuencia de la transición hiperfina del cesio, los iones de cesio absorben esta radiación y emiten luz. A continuación de esto una célula fotoeléctrica sensible a la luz emitida, se conecta mediante instrumentación al oscilador electrónico.
Para qué se utilizan los relojes atómicos
Además de para medir el tiempo y para aplicaciones astronómicas, el reloj atómico tiene otras muchas aplicaciones, utilizándose normalmente para los citados sistemas de localización GPS, en calibración de instrumentos, en interferometría de muy larga base (utiliza la gran precisión de los relojes atómicos para el almacenamiento de los datos de cada antena de los radiotelescopios), para emitir frecuencias estándar y en redes de telefonía (en su sincronización).
Cuál es la hora del reloj atómico
En este enlace puedes ver la hora del reloj atómico online sincronizada (hora española).
La hora atómica te será muy útil para poner en hora cualquier reloj, sincronizándolo con el reloj atómico, que siempre tendrás a mano online.
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