Reloj atómico

El tiempo, las horas, los minutos, los segundos…quien no ha mirado mil y una vez el reloj a lo largo del día para ver si llega tarde o temprano a una cita, para ver cuánto te queda para salir del trabajo o simplemente para ver lo rápido que se te pasa el tiempo cuando estás pasándotelo bien en el bar con los amigos o la familia. Hay personas que adelantan el reloj para ser precavidas y otras que llegan tarde a todos lados por no mirar el reloj a tiempo. Pero seguramente os habréis hecho la pregunta de, ¿habrá algún reloj sincronizado a la perfección que marque la hora exacta para todo el mundo?

Sí existe, y se llama reloj atómico. Se trata de un reloj que funciona accionando con un contador que emplea una resonancia o vibración atómica. Es el reloj más preciso creado por el hombre hasta la fecha. ¿Quieres saber cómo funciona y de qué está hecho? Sigue leyendo y conoce todos sus secretos.

Cómo funciona el reloj atómico

Como hemos mencionado antes, saber la hora en cualquier momento puede ser necesario para hacer los planes de tu día a día y estar tranquilos. Por ello, hay que tener un reloj bien puesto en hora para conocer bien el momento del día en el que estás. Un reloj que tiene la hora adelantada o atrasada no nos sirve para nada. Con el reloj atómico esto no nos pasa porque es el más preciso que jamás el hombre ha creado.

Si lo comparamos con el reloj mecánico tradicional, que basa su funcionamiento en un péndulo, este es diferente. El primero trabaja con una oscilación que mueve una serie de engranajes asociados entre sí para marcar un ritmo constante que señale el paso de los segundos, minutos y horas. Sin embargo, el reloj atómico funciona mediante la frecuencia de las variaciones energéticas de los átomos en la región del espectro electromagnético de microondas.

El reloj emplea un material llamado Máser. Se trata de un amplificador de microondas por emisión estimulada de radiación. Aunque suene complejo, no es más que un sistema capaz de amplificar las señales más débiles y las transforma en la franja de microondas del espectro electromagnético. Es como si fuera un láser.

Este Máser se bombea por un transmisor de radio con una frecuencia de 0,000000001 segundos por día. La exactitud de este bombeo es muy grande. Por ello, cuando el emisor de radio se va acoplando con la frecuencia en las variaciones de la radiación de un elemento atómico, los iones que se encuentran allí son capaces de absorber dicha radiación y emitir luz. Todo esto tiene lugar gracias a las emisiones de ondas radioeléctricas.

Transformación de datos en hora

Cuando los iones absorben la radiación y emiten luz, una célula fotoeléctrica atrapa el instante exacto en el que se emite la luz y a través de un circuito comienza la conexión con un contador. El contador es la pieza encargada de poder registrar el número de veces en el que se empieza a emitir la onda esperada.

Todos los datos que se van obteniendo en el contador de las veces que el ión emite luz se va pasando a un ordenador. Es cuando comienzan a realizarse todas las operaciones necesarias para enviar los pulsos a los receptores. Los receptores finales son los que nos muestran visualmente la hora correcta.

El isótopo empleado para absorber radiación y emitir luz es el Cesio 133. Este isótopo es calentado para que pueda liberar sus átomos y, con las cargas eléctricas que poseen se pueden conducir a través de un tubo vacío con un campo electromagnético que actúa de filtro para que sólo puedan pasar los átomos cuyo estado energético sea el que se necesita.

Importancia del reloj atómico

Seguramente has pensado en tener un reloj atómico para tener la mejor precisión del mundo y no llegar tarde a ningún lado nunca. Sin embargo, es un reloj destinado a la investigación dada su gran precisión. No solo se emplea para cronometrar los tiempos de las reacciones químicas o para realizar experimentos donde el tiempo sea una variable importante a tener en cuenta. Es bastante útil para conocer las variaciones que existen en la velocidad del tiempo.

Hasta ahora, uno de los experimentos más completos y famosos en el que se ha utilizado el reloj atómico es para mandar aviones en direcciones opuestas alrededor de la Tierra. Una vez los aviones parten de sus orígenes se pone el reloj en marcha y se mide el tiempo que ambas tardan en llegar. Es así como se comprueba que la relatividad especial se cumple. Otro experimento es el colocar un reloj atómico en el sótano de un rascacielos y otro en el tejado para ver la diferencia entre ambos. Para estos tipos de experimentos se necesita un reloj que tenga una gran precisión.

En la actualidad, este reloj atómico se emplea para la formación de los satélites GPS que estamos acostumbrados a utilizar en nuestro smartphones o coches. Por ello, la hora de estos aparatos es muy precisa. Por lo que se puede ver, no tiene un uso restrictivamente de laboratorio, sino que todos nosotros indirectamente lo utilizamos.

¿Podremos tener un reloj atómico de mano?

Quién no quiere tener un reloj tan preciso como este en sus manos para ir a todos lados conociendo la hora exacta. El sin embargo, los relojes atómicos no podrán llegar nunca hasta nuestras manos. Tienen un gran problema y es que para poder tener esa precisión tan buena requieren de entornos muy estables y temperaturas muy frías. Es sólo en estos ambientes donde sale a relucir la precisión tan exacta del reloj atómico.

Por otro lado, los relojes que podemos adquirir actualmente son bastante precisos y se ha estimado que no tendría grandes opciones de mercado. Dado sus componentes y su dificultad de mantenimiento sería un reloj con alto coste y no haría mella en los mercados. No hay mucha perspectiva de venta que anime a desarrollar mecanismos para tener reloj atómico de pulsera.

Constantemente se puede observar a gente en el mundo que no sabe qué hacer con su dinero y quizá este grupo de personas esté dispuesto a pagar precios muy altos por este tipo de reloj tan preciso en su muñeca. Solamente por decir que tienen algo único y diferente al resto de personas podría ser una buena opción de mercado.

Sea como sea es un tipo de reloj muy necesario para la ciencia y que ayuda a conocer mejor el mundo en el que vivimos.

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Ciencia

Graduado en Ciencias Ambientales y Máster en Educación Ambiental por Universidad de Málaga. Mi objetivo es dar a conocer toda la información de medioambiente a los lectores de manera sencilla, clara y entretenida para que se aprendan los valores de la naturaleza y la necesidad de preservarla.

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