Relojes atómicos, clave en la medición precisa del tiempo

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La medición del tiempo no es un ejercicio teórico, sino una herramienta de la que hoy no podemos prescindir. De hecho, el mundo digital en el que vivimos solo funciona si los datos a nivel mundial están sincronizados; y para lograrlo, es necesario medir el tiempo con extrema precisión, por ejemplo, con relojes atómicos. El físico francés Christophe Salomon ha dedicado su vida precisamente a la evolución de estos relojes. A sus 72 años, Salomon es director de investigación en el CNRS —la organización pública de investigación más importante de Francia— y acaba de ganar el Premio Balzan 2025.

El científico contribuyó a la creación del primer “reloj de fuente atómica”, en el cual, átomos de cesio —enfriados con rayos láser hasta unos pocos millonésimos de grado por encima del cero absoluto— son lanzados como en una fuente para medir con precisión extrema las oscilaciones que definen el tiempo.

El reloj atómico, explica Salomon, se compone de dos elementos: un átomo y un oscilador. Para medir el tiempo, aprovechamos la frecuencia de las radiaciones que emiten o absorben los átomos cuando cambian de nivel energético. Estas oscilaciones ocurren siempre a la misma frecuencia y, a diferencia de otros métodos de medición, no sufren alteraciones por la humedad, la temperatura o la fricción. Por tanto, si un reloj mecánico cuenta el movimiento de los engranajes y uno de cuarzo las vibraciones de un cristal, el reloj atómico cuenta las vibraciones de un átomo.

En concreto, cuenta las oscilaciones entre los dos estados energéticos del cesio 133, que superan los 9 mil millones por segundo. Pero, ¿por qué necesitamos tanta precisión? Cada día usamos el GPS o Google Maps, explica Salomon. Los sistemas de navegación funcionan porque hay relojes atómicos en el espacio.

Los satélites envían señales muy precisas y nosotros medimos el tiempo transcurrido entre la emisión del satélite y la recepción en el móvil. Así obtenemos una precisión de posición a nivel de metro. Esto ha sido una revolución para nosotros, pero también para los aviones, los barcos y todo lo que requiere sincronización.

Internet, por ejemplo, funciona cuando los datos mundiales están sincronizados. En los trenes, la conexión se cae cuando hay una mala sincronización. Otros sectores donde se aplican los relojes atómicos son las transacciones financieras y las redes eléctricas, ya que la producción y el consumo de energía deben estar perfectamente sincronizados.

Sin embargo, existe un límite para la precisión de los relojes atómicos: la gravedad. El potencial gravitatorio terrestre varía de una ciudad a otra, lo que influye en la oscilación de los átomos. Por esta razón, en abril de 2025, esta tecnología fue llevada a la Estación Espacial Internacional, donde las condiciones de microgravedad permiten realizar pruebas fundamentales sobre la sincronización global del tiempo.

Por: RAI.