A medida que se acerca el horario de verano, verá muchos recordatorios para adelantar su reloj una hora antes de irse a dormir el sábado por la noche. Esto nos hizo pensar en los relojes que se activan. Disponibles ampliamente por tan solo $ 10 o $ 15, estos relojes controlados por radio son cada vez más populares, ya que se ajustan automáticamente a los turnos de tiempo y funcionan prácticamente en cualquier parte de los Estados Unidos continentales. Ya puedes tener uno de ellos. Pero es posible que no sepa cómo funcionan.
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La apariencia de baja tecnología de este reloj oculta un sistema elaborado para mantenerlo en sintonía con lo que el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología considera la hora oficial: un reloj calibrado por el movimiento de un grupo de átomos de cesio en Boulder, Colorado. Ubicado en el Laboratorio de Medición Física del NIST, este es el reloj atómico oficial y mantiene la hora de todo el país.
El sofisticado aparato, conocido como NIST-F1, es el último de una línea de relojes atómicos de alta tecnología y fue adoptado oficialmente como el estándar de tiempo de los EE. UU. En 1999. La precisión del NIST-F1 mejora continuamente y, a partir de 2010, los científicos calculó que su incertidumbre se había reducido al punto de que no ganará ni perderá un segundo en el transcurso de 100 millones de años.
Este grado de precisión se logra mediante una configuración tecnológica compleja. En 1967, la Oficina Internacional de Pesos y Medidas definió oficialmente un solo segundo como el tiempo que le toma a un solo átomo de cesio hacer la transición entre niveles de energía un número determinado de veces, es decir, la frecuencia de resonancia natural del cesio. NIST-F1 es conocido como un reloj atómico de fuente de cesio porque utiliza una matriz de láseres tipo fuente para manipular los átomos de cesio y detectar esta frecuencia con la mayor precisión posible.
Dentro del dispositivo, seis potentes láseres apuntan a un gas que contiene átomos de cesio, ralentizando su movimiento y enfriándolos a temperaturas de solo millonésimas de grado por encima del cero absoluto. A continuación, un par de láseres verticales empujan la bola agrupada de átomos de cesio aproximadamente un metro hacia arriba en la cavidad, que está llena de radiación de microondas. A medida que retrocede hacia abajo, otro láser apunta a los átomos y detecta cuántos fueron alterados por las microondas. Los científicos calibran la frecuencia de microondas para maximizar el número de átomos afectados.
El NIST utiliza esta medida de frecuencia de resonancia del cesio como el segundo oficial para el estándar de tiempo primario de EE. UU. ¿Pero cómo llega a su reloj controlado por radio? El estándar de tiempo oficial se envía a WWVB, la estación de radio de onda corta del NIST en Fort Collins, Colorado. Una vez por minuto, WWVB usa cinco antenas para transmitir un código digital que indica la hora oficial, incluido el año, la fecha, la hora, los minutos y si el horario de verano está vigente, en todo el país.
La mayoría de los relojes controlados por radio están programados para recibir esta señal una vez al día con receptores integrados y calibrar su hora en consecuencia. Los expertos dicen que su reloj controlado por radio funcionará mejor cuando se coloca cerca de una ventana frente a la fuente de la transmisión, Fort Collins. Muchos otros países tienen sus propios horarios oficiales, basados en otros relojes atómicos.
Un reloj que se mantiene preciso durante 100 millones de años es bastante bueno, ¿verdad? No es para NIST. En 2010, anunciaron avances en el desarrollo de un nuevo "reloj de lógica cuántica", que mantiene el tiempo basado en un solo átomo de aluminio. El nuevo reloj no ganará ni perderá un segundo en 3.700 millones de años, informan los investigadores, lo que le da el título del reloj más preciso del mundo.
Entonces, este año, si su reloj salta automáticamente una hora antes a las 2 am del domingo, recuerde que una intrincada configuración de láseres y átomos a miles de millas de distancia es la razón. Seguro que hemos recorrido un largo camino desde mirar relojes de sol y relojes sinuosos.
