- Los relojes atómicos prometen una precisión que va más allá de los sistemas de cronometraje atómico existentes
- El torio 229 ofrece un camino poco común hacia la medición práctica del tiempo atómico
- El avance ultravioleta reduce uno de los obstáculos más difíciles en el desarrollo de relojes atómicos
Un nuevo cristal creado por científicos chinos ha batido el récord mundial de conversión de luz ultravioleta, acercando la tecnología del reloj atómico a la realidad.
El compuesto de borato fluorado empuja la luz láser a una longitud de onda de 145,2 nm, superando el punto de referencia anterior de 150 nm establecido por un cristal chino de la década de 1990.
Esta longitud de onda es muy adecuada para cumplir un requisito clave para los relojes atómicos portátiles ultraprecisos fabricados en Estados Unidos, China y otros países.
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Reloj atómico: una importante actualización del GPS
Los relojes atómicos mantienen el tiempo utilizando vibraciones dentro del núcleo atómico en lugar de las vibraciones de los electrones utilizadas en los relojes atómicos.
Los núcleos atómicos son mucho más estables que los electrones y se ven menos afectados por la temperatura, las vibraciones externas y los campos magnéticos, lo que significa que los relojes atómicos pueden ser de 10 a 1000 veces más precisos que los relojes atómicos actuales.
Tal precisión permitirá la navegación donde el GPS no funciona, incluido el espacio profundo y bajo el agua.
Actualmente, los submarinos necesitan la superficie para una localización GPS, lo que los hace vulnerables a la detección, por lo que un reloj atómico les permitiría navegar libremente bajo el agua usando navegación a estima basada en la velocidad, la dirección y el tiempo transcurrido.
El equipo de investigación, dirigido por Pan Shili del Instituto Técnico de Física y Química de Xinjiang, recurrió al torio 229 para su trabajo.
Este elemento es especial porque su núcleo vibra a niveles de energía muy bajos, lo que lo hace relativamente fácil de monitorear y medir.
Sin embargo, esta medición requiere un láser UV de alta precisión con una longitud de onda de alrededor de 148,3 nm, que es muy difícil de fabricar.
El nuevo cristal convierte la luz láser a 145,2 nm, todavía por debajo del objetivo pero un gran paso adelante.
El equipo escribió que su trabajo “allana el camino para el desarrollo práctico de relojes atómicos de torio 229”.
Si alguna vez se logra el número mágico, el cristal podría ayudar a que los misiles se vuelvan inmunes a las interferencias de navegación, una ventaja durante el combate.
Para las naves espaciales, sería posible la navegación autónoma en el espacio profundo sin correcciones basadas en la Tierra, y las señales de estrellas, púlsares y fuentes de radio también podrían servir como ayudas para la navegación.
El trabajo también ofrece una nueva forma de diseñar materiales ultravioleta profundo de próxima generación para diversas aplicaciones.
En teoría, la extrema precisión de los relojes atómicos podría permitir una sincronización de red mucho más estrecha, lo que podría conducir a velocidades de Internet más rápidas en sistemas futuros.
Sin embargo, es probable que estos relojes no hagan que el GPS sea completamente redundante, pero ayudarán a reducir la dependencia de estos sistemas si se perfeccionan.
El GPS puede bloquearse o falsificarse con señales falsas, haciéndolo vulnerable durante el combate, y no funciona bien bajo el agua o bajo tierra. Un reloj atómico de torio resolvería todas estas limitaciones.
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