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Seguramente ya ha oído hablar alguna vez del término «reloj atómico», pero no sabe exactamente qué es ni dónde se encuentra. En este artículo le revelamos desde dónde este reloj proporciona la hora exacta y le ofrecemos algunos datos interesantes sobre el reloj atómico.
Ubicaciones del reloj atómico
En Alemania hay cuatro relojes atómicos en funcionamiento. Todos ellos se encuentran en el Instituto Federal de Física y Metrología de Brunswick.
- Uno de ellos, el reloj de cesio CS2, nos proporciona la hora exacta desde 1991. Su reloj radioeléctrico, ya sea en casa o en la muñeca, recibe la hora exacta de este reloj atómico.
- En Austria hay varios relojes atómicos en funcionamiento. La responsable de ellos es la Oficina Federal de Metrología y Topografía, con sede en Viena.
- La hora atómica TAI proviene de un reloj atómico situado en Suiza. El Laboratorio de Tiempo y Frecuencia de la Oficina Federal de Metrología, en Wabern, cerca de Berna, también opera varios relojes atómicos.
Datos interesantes sobre los relojes atómicos
Los relojes atómicos son conocidos por su gran precisión. Esta hora está estandarizada desde 1967. La unidad de tiempo utilizada para ello es el segundo.
- Un segundo equivale exactamente a 9.192.631.770 oscilaciones de microondas de la radiación de cesio. Estas oscilaciones son la base de nuestros relojes atómicos y de nuestro tiempo.
- Como es de esperar, el funcionamiento de un reloj atómico se basa en la física, pero también en la química. Para los relojes atómicos actuales se utiliza el isótopo 133 del cesio.
- El funcionamiento en sí es complicado. En términos sencillos, un reloj atómico, como cualquier otro reloj, consta de un contador y un generador de impulsos.
- El cesio actúa como generador de impulsos en el reloj atómico. Primero se evapora en un horno y luego se concentra en un haz en el vacío. Los átomos de cesio se encuentran entonces en su estado fundamental.
- En un campo magnético de microondas, los átomos cambian de estado con una probabilidad determinada y luego se cuentan.
- El campo de microondas se ajusta de manera que se cuenten tantos átomos como sea posible. Esto supone 9.192.631.770 oscilaciones de microondas por segundo, como ya se ha mencionado anteriormente.
- La hora es tan exacta porque la frecuencia de radiación de las transiciones de los átomos de cesio es casi constante. De este modo, el reloj atómico de Brunswick solo tiene una desviación de 13 milmillonésimas de segundo al año.
- Por cierto, el reloj atómico no existe solo desde la definición de la unidad de tiempo segundo en 1967.
- El primer reloj atómico se desarrolló ya en 1949, concretamente en la Oficina Nacional de Normas de los Estados Unidos. Sin embargo, en aquella época el generador de impulsos no eran átomos de cesio, sino moléculas de amoníaco.
Por qué los relojes atómicos determinan nuestras vidas
Sin los relojes atómicos, nuestra vida cotidiana se descoordinaría literalmente. Aunque permanecen invisibles, muchos sistemas modernos dependen directamente de su precisión.
- Navegación GPS: los satélites calculan las distancias basándose en diferencias de tiempo exactas. Una desviación de tan solo una milmillonésima de segundo podría provocar errores de posición de varios metros.
- Telecomunicaciones: las redes móviles y los servicios de Internet sincronizan los paquetes de datos mediante el tiempo atómico.
- Red eléctrica: las frecuencias de red y la distribución de carga se basan en una sincronización temporal precisa.
- Mercados financieros: las bolsas y los sistemas comerciales necesitan marcas de tiempo con una precisión de milisegundos para las transacciones.
De este modo, la coordinación temporal internacional mediante relojes atómicos garantiza el orden en un mundo conectado digitalmente.
Precisión comparativa: relojes atómicos, de cuarzo y mecánicos
¿Qué precisión tiene realmente un reloj atómico y cómo se compara con otros relojes?
- Un reloj mecánico puede desviarse unos segundos al día, mientras que un reloj de cuarzo solo pierde unos segundos al mes. Por el contrario, un reloj atómico de cesio no se desvía ni un segundo en millones de años.
- Los modernos relojes atómicos ópticos son aún más precisos: miden las oscilaciones de átomos como el estroncio o el iterbio con ayuda de luz láser y alcanzan una estabilidad tal que solo se desviarían un segundo en más de 30 000 millones de años.
