Un dispositivo nuclear de alta potencia podría revolucionar la forma en que registramos el tiempo.
Por primera vez, los científicos han demostrado elementos clave de un reloj nuclear, y el desarrollo podría impulsar una Internet más rápida y servicios de geolocalización más confiables.
Una investigación publicada hoy en Nature muestra cómo los científicos están avanzando hacia la revolución del cronometraje.
Medimos el tiempo con relojes atómicos, que sintonizan la luz láser con frecuencias que hacen que los electrones salten entre energía niveles.
Los átomos son las partículas que componen la materia y se describen como “bloques básicos de construcción”. Un reloj nuclear utiliza señales procedentes del núcleo de un átomo.
El dispositivo hipotético se basaría en energía saltos dentro de la región central del átomo, donde las partículas llamadas protones y neutrones están altamente concentradas.
El equipo de investigación utilizó un láser ultravioleta para medir la frecuencia de un energía saltar en un núcleo incrustado en un cristal sólido.
El término “frecuencia” describe la frecuencia con la que ocurre un evento, generalmente indicado por la cantidad de veces que una onda pasa por un punto determinado.
Los científicos utilizaron otra herramienta llamada peine de frecuencia óptica para contar el número de ciclos de ondas ultravioleta que contribuyen a la energía saltar.
Si bien el equipo no logró construir un reloj nuclear completo, tiene todos los elementos esenciales tecnología – y sus hallazgos por sí solos tienen implicaciones enormes para la vida tal como la conocemos.
Los relojes nucleares serían mucho más precisos que los relojes atómicos actuales.
La luz láser necesaria para excitar las partículas en los núcleos tiene una frecuencia mucho más alta, lo que permite un cronometraje más preciso.
Esto cambiaría la forma en que mantenemos la hora internacional oficial y alteraría tecnologías cotidianas como el GPS, los sistemas bancarios y la sincronización por Internet.
La mayor precisión se debe a la estructura del núcleo.
En comparación con los electrones en los relojes atómicos, los núcleos son mucho menos sensibles a las perturbaciones externas, como los campos electromagnéticos parásitos.
El desarrollo podría conducir a mejores sistemas de navegación, velocidades de Internet más rápidas y conexiones de red más estables.
Sin embargo, los científicos están luchando por encontrar una forma práctica de construir relojes nucleares.
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La mayoría de los núcleos atómicos deben ser alcanzados por una forma de luz de alta frecuencia conocida como rayos X coherentes. Estos rayos tienen una intensidad mucho mayor. energía de lo que se puede crear con la corriente actual tecnología.
Los científicos se han centrado en el torio-229, un isótopo de un metal radiactivo. Su núcleo tiene un salto de energía menor que el de cualquier átomo conocido, por lo que requiere luz ultravioleta de baja energía.
Los investigadores lograron crear todas las partes esenciales de un reloj y descubrieron que su nivel de precisión era un millón de veces mayor que la medición anterior basada en longitud de onda.
El equipo comparó esta frecuencia con uno de los relojes atómicos más precisos del mundo, que utiliza átomos de estroncio.
Al hacerlo, establecieron el primer vínculo de frecuencia directo entre una transición nuclear y un reloj atómico, un paso crucial en la integración de la futuro tecnología en sistemas de cronometraje.
Viajes espaciales nucleares: ¿cómo funcionan?
Esto es lo que necesitas saber…
- Un cohete nuclear es un concepto popular para los viajes espaciales.
- El diseño más propuesto es un cohete térmico nuclear.
- Esto implica tomar un fluido como hidrógeno líquido.
- Luego se calentaría a una temperatura muy alta en un reactor nuclear.
- Se expandiría a través de una boquilla de cohete, creando empuje.
- Este empuje sería capaz de impulsar un objeto (como una nave espacial) a través del espacio.
- Aunque ya se han realizado el diseño y las pruebas, hasta la fecha no se ha lanzado ningún cohete térmico nuclear.
- Sin embargo, tanto la NASA como Rusia siguen interesadas en la tecnología.
