Científicos de 18 países se han reunido en Sèvres, una ciudad francesa a medio camino entre París y Versalles, para participar del Comité Internacional de Pesas y Medidas, donde se propone redefinir el segundo tal y como lo conocemos hacia el final de la década.

Los especialistas buscan que la unidad de tiempo sea definida con mayor precisión para que los relojes atómicos que se usan actualmente, que son con base en el cesio (metal que se halla en formaciones rocosas), darán paso a sofisticados relojes ópticos, los cuales tendrán como parámetro a otro elemento químico que está todavía en discusión.

El metal podría ser reemplazado por otros elementos químicos como el iterbio y el estroncio, que son los que más posibilidades tienen de dar resultado debido a sus características, las cuales permitirían reducir el margen de incertidumbre.

“La definición de las unidades de medida van cambiando de acuerdo a la evolución tecnológica, con la meta de ir logrando mayor exactitud. Dentro del sistema internacional de unidades, la del tiempo es el segundo y es lo que discutimos en la actualidad”, explicó el argentino Héctor Laiz, del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), quien se encuentra entre los asistentes del evento.

Laíz, gerente de Metrología y Calidad del INTI, único representante sudamericano en el Comité desde el 2016, explicó que realizar esta modificación tiene sus pasos. “Porque hay que estar muy seguros, después no se puede volver atrás. Pienso que quizás para 2030 los nuevos relojes ópticos podrían hasta comercializarse, a un precio que podría rondar los 300 mil dólares”, detalló.

La razón principal de la modificación tiene que ver con mejorar la incertidumbre y acceder a mediciones más robustas, mejor calibradas y lograr una frecuencia mucho más alta, que generará una mayor definición de la unidad.

“Hasta el momento, el segundo estaba basado en una definición vinculada con la transición de microondas del átomo de cesio. Ahora, se quiere definir el segundo a partir de una transición de rango óptico”, manifestó Diego Luna, físico del INTI y responsable del Laboratorio de tiempo y frecuencia.

¿En qué consiste la transformación?

El segundo se definía a partir de la velocidad de la rotación de la Tierra hasta fines de la década del 60. Sin embargo, había un problema: el fenómeno no era lo suficientemente uniforme, en la medida en que estaba condicionado por diversos aspectos como los efectos gravitatorios y la fuerza de las mareas.

La situación causó el empleo de relojes atómicos basados en la frecuencia de resonancia atómica. A partir de allí, el Sistema Internacional de Unidades decidió que la unidad del tiempo pasaba a establecerse a partir del período de la radiación electromagnética, la cual emite el átomo de cesio, cuando realiza una transición entre dos estados energéticos.

“Cuando un átomo realiza dicha transición emite una radiación que es de una frecuencia particular y constante. Por la tecnología disponible en aquel momento se escogió al cesio. Ello permite tener un segundo de una exactitud considerable”, explicó Laiz.

Además, el científico contó que años atrás se desarrollaron relojes ópticos que realizan una transición a una frecuencia mucho más alta: de los gigahertz se pasó a los terahertz. Así, al contar con una frecuencia más alta, poseen más resolución y permiten medir tiempo con mucha mayor exactitud (son entre 100 y 1.000 veces más exactos).

A la fecha, existen un número suficiente de experimentos en distintas partes del mundo –EEUU, Canadá, Francia, Alemania, Japón, Inglaterra y China– para desarrollar la tecnología necesaria y realizar el cambio. Argentina, a través del INTI, el Citedef (Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa) y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, participan de un proyecto.

“Nuestra iniciativa no se relaciona con desarrollar un reloj propio sino que se vincula con diseñar un instrumento para comparar los relojes de cesio con los ópticos. Se denomina ‘peine de frecuencia’, un experimento que busca desarrollar una capacidad imprescindible para poder resolver el asunto internacional de cara al 2030”, argumentó el gerente Metrología y Calidad del INTI

Cabe destacar que en 2018, en el mismo evento, se produjo una nueva definición para el kilogramo (unidad de masa), el mol (de materia), el amperio (de electricidad) y el kelvin (de temperatura). Pero faltó la unidad madre: el tiempo. “Es la unidad más importante del sistema, por ello, tenerlo con mayor exactitud mejorará al resto”, enfatizó Laiz.

De esta manera, al igual que el científico argentino, otros también consideran fundamental precisar el tiempo, porque casi todas las unidades de la física dependen de su medición. El metro, el kilogramo y el ampere, por ejemplo, se derivan a partir del segundo.