México tendrá uno de los relojes atómicos más exactos del mundo

se atrasará un segundo cada 10 millones de años

Guadalupe Vallejo
Notimex
México, 6 de abril, 2008

México se sumará en agosto al grupo selecto de países que cuentan con uno de los 10 relojes atómicos más exactos del mundo, que además de convertirse en el principal parámetro para la medición del tiempo del país sólo se retrasaría un segundo cada 10 millones de años.

El reloj atómico CsF-1, que desarrolla desde 2000 un grupo multidisciplinario de científicos mexicanos en su laboratorio del Centro Nacional de Metrología (Cenam), con sede en Querétaro, permitirá conocer la medición del tiempo a través de un campo eléctrico y no del "tic-tac" de las manecillas.

José Mauricio López Romero, científico egresado del Instituto Politécnico Nacional (IPN) y coordinador del proyecto, aseguró que por diversos motivos la construcción del CsF-1 "se ha alargado", sin embargo es un hecho que su "nacimiento" oficial se dará en agosto.

En entrevista con Notimex subrayó que la medición del tiempo con muy alta exactitud es uno de los pilares de la ciencia y la tecnología.

"La necesidad de desarrollar el CsF-1 se deriva del hecho de que en el país operan diversos relojes atómicos de tipo comercial, algunos de ellos en empresas de telecomunicaciones, que requieren ser calibrados con instrumentos de mejor nivel de exactitud", señaló. Por ello, el reloj atómico tendrá más usos de lo que uno cree porque, sin pensarlo, a diario niños, jóvenes y adultos harán uso de él, por ejemplo para consultar la hora para ir a la escuela, al utilizar el Internet o bien para llamar por teléfono. México se sumará a naciones como Inglaterra, Estados Unidos, Francia, Holanda y Alemania en contar con aparatos avanzados con medición exacta del tiempo.

López Romero, quien lidera el equipo de ocho científicos que trabaja directamente en el proyecto entre físicos, ingenieros y matemáticos, y un sinnúmero de personas que lo hacen de manera indirecta, explicó que el reloj atómico utiliza información extraída de la estructura atómica para medir el tiempo. Además, mientras el reloj mecánico depende de un péndulo para funcionar, el atómico trabaja con átomos de Cesio y para realizar la medición a través de estas partículas es necesario crear un campo electromagnético que no existe en forma natural en el Universo. El Cesio es un componente fácilmente manipulable en el laboratorio y del que no se necesitan grandes cantidades para su uso en el reloj; como todos, los atómicos pueden ser divididos en un fenómeno oscilatorio y un mecanismo de conteo de oscilaciones. Explicó que "el fenómeno oscilatorio en un reloj atómico es la radiación electromagnética asociada entre dos niveles de energía del átomo. Estas oscilaciones son contadas por elementos electrónicos que responden con suficiente rapidez para formar segundos, minutos, horas". "Pero vamos por partes", expresó el también responsable de la División de Tiempo y Frecuencia del Cenam, entre cuyas tareas está generar la Hora Oficial para los Estados Unidos Mexicanos. José Manuel López precisó que los materiales con que se pueden construir los relojes de avanzada tecnología son el hidrógeno, el rubidio y el cesio; el CsF-1 está compuesto de este último. Además el reloj utiliza átomos ultrafríos de cesio-133 para la medición de tiempo y necesitaría funcionar de manera continua por más de 10 millones de años para acumular un segundo de error. El reloj utiliza luz infrarroja de 852 nanómetros para manipular átomos de cesio-133 y medir así el paso del tiempo con muy alto nivel de exactitud. Se sustenta en la unidad del tiempo: el segundo.

"De las siete unidades básicas, esto es la longitug (metro); masa (kilogramo), intensidad de corriente eléctrica (ampere), temperatura termodinámica (kelvin), cantidad de sustancia (mol), intensidad lumínica (candela), el tiempo es la unidad que el hombre ha logrado desarrollar con mayor exactitud", observó el investigador. Destacó que mientras se produzcan mejores relojes "en esa medida se va a permitir que las mediciones dimensionales también puedan avanzar en su nivel de exactitud". López Romero comentó que hoy día la medición del tiempo es de gran importancia para las telecomunicaciones y desde hace 300 años "han estado estrechamente ligados, van tomados de las manos". Ejemplificó que los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) utilizan relojes atómicos, lo que permite determinar con mayor exactitud algún punto sobre la superficie terrestre. De esta forma es posible apoyar a la industria y a la investigación científica en la aplicación de mediciones que requieren mayor exactitud en el tiempo, como la transmisión de electricidad, las telecomunicaciones, navegación aérea y marítima, la investigación astronómica y los GPS.

El reloj fue bautizado como CsF-1 porque su principal compuesto es el cesio y su fórmula química es Cs, además es de tipo fuente (F) atómica y 1 porque es el reloj de primera generación de este tipo en el Cenam. Ocupa un laboratorio de 30 metros cuadrados y su peso aproximado es de dos mil kilogramos. El reloj atómico o de átomos de avanzada tecnología utiliza información extraída directamente de su estructura atómica para medir el tiempo y funciona a través de un campo eléctrico. El CsF-1 opera con base en átomos de cesio ultrafríos. La temperatura de la materia (cesio-133) que utiliza es de unas cuantas millonésimas de grado sobre el cero absoluto (-273.15 grados Centígrados), es decir cuenta con uno de los sistemas más fríos del universo. Para este proyecto, cuyo costo es de siete millones de pesos, sin contar el sueldo de los investigadores, López Romero comentó que existe incluso la posibilidad de recibir a estudiantes de diversas disciplinas como físicos, matemáticos o ingenieros, que quieran continuar con sus estudios de licenciatura, maestría y doctorado.

"Para nosotros es una forma de mantener el avance dinámico de los proyectos, porque los estudiantes nos motivan a capacitarnos constantemente. Ellos son una forma muy interesante de avanzar en el trabajo diario", destacó. Recordó que si bien el CsF-1 es desarrollado por un grupo de científicos mexicanos, existe colaboración estrecha con científicos del National Research Council (NRC) de Canadá y del National Institute of Standards and Technology (NIST) de Estados Unidos.

Así la impresión que tiene un visitante al entrar al laboratorio donde se desarrolla el CsF-1 es una mesa ocupada por numerosos componentes ópticos e instrumentos electrónicos para el control de los láseres que se utilizan en el experimento. El reloj está proyectado para estar definitivamente dentro de los 10 mejores del mundo en cuanto a nivel de exactitud.