Cada segundo que transcurre es muy valioso. Para unos puede representar una gran cantidad de dinero (por ejemplo para la industria publicitaria que tiene que pagar millones de pesos por cada segundo de un anuncio), mientras que para otros un segundo puede ser el tiempo necesario para que el GPS indique el camino correcto o el tiempo.

Además, en un segundo, o para ser más precisos en 1.25 segundos, la luz viaja de la Tierra y la Luna. Así, en un segundo pueden ocurrir miles de cosas, por ello es importante medirlo con mucha precisión. Pero, ¿quién y cómo se mide un segundo?

El doctor José Jiménez Mier y Terán, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN), de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), participó en el Coloquio de Divulgación de dicho instituto con la charla “Átomos y luz para medir. ¿Qué? ¿Cómo? ¿Por qué?”

 

El Dr. José Jiménez Mier y Terán, responsable del Laboratorio de Átomos Fríos del ICN

Puedes ver la charla completa aquí:

 

Medir ¿para qué?

Durante dicha plática virtual el investigador del Departamento de Física de Plasmas e Interacción de Radiación con Materia subrayó que desde hace mucho tiempo atrás los seres humanos han tenido la necesidad de medir el tiempo, la distancia y el peso, y los métodos de mediciones han evolucionado tanto como la misma humanidad.

Por ejemplo, antes de la Revolución Francesa, algunas medidas estaban basadas en las medidas del brazo o pie del rey de ese momento. Fue hasta 1875 que se creó La Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM, por sus siglas en francés, Bureau International des Poids et Mesures) para asegurarse que un metro o un kilogramo fueran igual en cualquier país. México se incorporó a esta oficina hasta 1890. Luz para medir Pareciera que la luz no tiene nada que ver en las unidades de medida, sin embargo, los átomos y la luz juegan un papel muy importante cuando se trata de medir distancias y tiempo con mucha exactitud.

Por ejemplo, la frecuencia de oscilación de un átomo es la base para determinar los segundos, en tanto que la velocidad de la luz se utiliza para definir el metro, subrayó el especialista durante su plática.

Reiteró que se eligieron estas referencias de medición porque son iguales en cualquier parte de la Tierra e incluso en cualquier parte del Universo. Es importante señalar que los átomos también sirven para medir otras cosas, como los campos magnéticos o la cantidad de luz.

Actualmente un metro se puede medir con mayor exactitud gracias a los relojes atómicos: con un reloj se puede medir la distancia, ya que en un segundo la luz viaja exactamente 299 millones 792 mil 458 metros.

 

 

Relojes atómicos

A principios del siglo XX aparecieron los relojes de cuarzo, que cuando son eléctricamente activados, resuenan a frecuencias muy altas y específicas, con una cantidad de tics por segundo. A los relojes de cuarzo se les puede incorporar los avances de la electrónica moderna, pero son susceptibles a variaciones causadas por el proceso de fabricación o condiciones como la temperatura.

El siguiente gran salto en el cronometraje se dio con los relojes atómicos creados en 1955 por los científicos británicos Essen y Parry, que marcaron una nueva era en la forma de medir el tiempo; al conocer el periodo de oscilación de un átomo, este tipo de reloj se convirtió en el más exacto conocido hasta hoy.

 

Essen y Parry con el reloj de cesio (foto: NPL)

 

Así como el péndulo de los relojes antiguos marcaban los intervalos de tiempo, los relojes atómicos tienen su propio “tic tac” (por llamarlo de una forma) marcado por los intervalos en que un átomo de cesio sometido a ondas de radio resuena y pasa de un estado de energía a otro, dando un registro exacto del tiempo.

Actualmente un segundo es la duración de 9 mil 192 millones 631 mil 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. Es importante señalar que esta definición se refiere a un átomo de cesio en reposo a una temperatura de casi el cero absoluto.

Este reloj, aunque es muy preciso, podría perder un segundo en 150 millones de años, por tal razón, actualmente se trabaja en el diseño de un nuevo reloj atómico que sea capaz de mantener su precisión en por los menos 14 mil millones de años, que es justamente la edad del Universo.

Ahora que sabes con qué celo protegen cada segundo los científicos y algunas empresas ¿qué valor le das tu a cada segundo de tu vida?

 

Luz, átomos y tiempo con el Dr. José Jiménez Mier y Terán

 

Texto: Verenise Sánchez Correa (UCC-ICN)