Existen muchos tipos de relojes. La clasificación se puede hacer según su mecanismo (de cuerda manual o automáticos, de cuarzo a pila, solares, atómicos o «inteligentes»), la manera en la que muestran la hora (analógicos, digitales o híbridos), incluso por su diseño (de pulsera, bolsillo, deportivos, para buceo, de aviador, de pared o de sol). Lo más seguro es que hayas tenido uno analógico (agujas/manecillas) o digitales (números), por ser los más comunes antes de la aparición de los smartwatches, como el Apple Watch o el Pixel Watch de Google.
Si lo que se busca es gran precisión, los atómicos son de los mejores. Miden el tiempo usando la frecuencia de resonancia de los átomos (cesio, generalmente), aprovechando que estas vibraciones son extremadamente estables e inmunes a factores externos. Son la base del GPS y la hora oficial mundial. Los modelos más modernos incluso pueden ser controlados remotamente, recibiendo señales para actualizarse automáticamente, como los relojes de pulsera.
No obstante, los relojes atómicos podrían ser superados muy pronto por los relojes nucleares. Un equipo de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, por sus siglas en inglés) ha descubierto un método para construir de manera más sencilla relojes nucleares basados en torio. Este avance podría transformar la navegación, las comunicaciones e incluso los viajes al espacio profundo.
Los relojes nucleares podrían acabar con la navegación GPS por satélite
Un reloj nuclear es un tipo de reloj experimental de altísima precisión que mide el tiempo usando transiciones energéticas dentro del núcleo de un átomo, en lugar de usar electrones (relojes atómicos actuales). El núcleo del átomo está mucho mejor aislado de perturbaciones externas como campos eléctricos o magnéticos, temperatura y vibraciones, por lo que sería más estable y más preciso. En teoría, podría perder menos de un segundo en miles de millones de años.
Actualmente, los relojes nucleares no se usan de forma práctica, pero están siendo activamente investigados. Se está estudiando el torio-229 (Th-229), un isótopo radiactivo del elemento torio, el cual es único por tener un estado nuclear de muy baja energía que puede ser manipulado con luz ultravioleta. Por este motivo, se ha convertido en la base para desarrollar relojes nucleares ultraprecisos y una herramienta tan interesante como prometedora para detectar materia oscura.
El método descubierto por investigadores de la UCLA reemplaza años de ingeniería de cristales compleja con un proceso industrial muy accesible: la galvanoplastia. Este proceso, también llamado electrodeposición, es un proceso electroquímico que recubre un objeto metálico con una capa fina de otro metal usando corriente eléctrica, mejorando su resistencia a la corrosión, durabilidad y conductividad estética para aplicaciones de joyería, automoción, electrónica y más.
El descubrimiento se basa en el hito alcanzado por el equipo el año pasado, cuando se convirtió en el primero en lograr que los núcleos de torio radiactivo absorbieran y emitieran fotones como lo hacen los electrones. Este avance abrió la puerta a los relojes nucleares muy precisos, pero también trajo un obstáculo: el torio-229. Este isotopo tan necesario existe casi exclusivamente en el uranio de grado militar, y solo hay unos 40 gramos disponibles en todo el mundo.
La técnica original, además de requerir importantes cantidades de miligramos de torio, también necesitaba cristales de fluoruro altamente especializados que llevaron años en perfeccionarse. Eric Hudson y sus compañeros, físicos de la UCLA, desarrollaron un método que utiliza aproximadamente 1.000 veces menos torio y evita por completo estos cristales: galvanizando una capa microscópica de torio sobre acero inoxidable utilizando una variación de una técnica de joyería inventada en el siglo XIX.
Los investigadores descubrieron que estimular el núcleo del torio no requería transparencia alguna por parte de cristales frágiles. “Nos llevó cinco años descubrir cómo cultivar los cristales de fluoruro y ahora hemos descubierto cómo obtener los mismos resultados con una de las técnicas industriales más antiguas y utilizando mil veces menos torio”, explicó Hudson. Añadió: “el producto final es básicamente una pequeña pieza de acero, mucho más resistente que los frágiles cristales”.
Como comentamos unas líneas más arriba, los relojes nucleares de torio podrían dejar «obsoletos» a los atómicos por ofrecer una resiliencia extraordinaria, estabilidad a largo plazo y una precisión sin precedentes. Se cree que algún día podrían reemplazar a los relojes de las redes eléctricas, las torres de telefonía móvil, las redes de radar y los satélites GPS. El mayor interés, sin duda, tiene que ver con la navegación sin satélites, pues si las señales GPS se ven interrumpidas, la mayor parte de la infraestructura de navegación actual se vendría abajo.
Por si fuera poco, algunos expertos aseguran que este avance también podría ampliar los límites de la física y la exploración: “Los relojes nucleares de torio también podrían revolucionar las mediciones de la física fundamental… y podrían ser útiles para establecer una escala de tiempo para todo el sistema solar”, afirmó Eric Burt, de NASA JPL. La investigación está publicada en Nature e incluyó colaboradores de la Universidad de Manchester y de Nevada Reno, así como del Laboratorio Nacional de los Álamos, la Johannes Gutenberg-Universität Mainz, LMU Munich y Ziegler Analytics, con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias.