Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China han realizado un avance significativo en la tecnología de relojes ópticos, desarrollando un reloj óptico de red de estroncio que supera la estabilidad y la incertidumbre de 10⁻¹⁹, lo que equivale a que el reloj perdería o ganaría menos de un segundo en aproximadamente 30 mil millones de años.

Los resultados de esta investigación fueron publicados recientemente en la revista internacional de metrología Metrologia.

Los relojes ópticos son considerados los dispositivos de cronometraje más precisos en la actualidad, ya que miden el tiempo a través de la frecuencia de la luz emitida cuando los electrones cambian de un nivel de energía a otro en los átomos.

Además de su función principal de medir el tiempo, los relojes ópticos pueden proporcionar referencias horarias extremadamente precisas para tecnologías modernas como la navegación por satélite, las telecomunicaciones y las mediciones de precisión, así como servir como plataformas experimentales para explorar la física fundamental, incluyendo la relatividad general.

La nueva tecnología también tiene el potencial de mejorar la detección de ondas gravitacionales y la investigación sobre la materia oscura.

Al alcanzar niveles de estabilidad e incertidumbre de 10⁻¹⁹, se abren diversas aplicaciones innovadoras, que incluyen mediciones precisas del potencial gravitacional y la altitud, lo que podría ser crucial para monitorear la deformación de la corteza terrestre, cambios en las aguas subterráneas y la actividad volcánica.

Esto podría, a su vez, mejorar el mapeo del geoide y contribuir a la prevención de desastres y la exploración de recursos.

Además, esta tecnología podría facilitar nuevos métodos para detectar materia oscura, capturando señales transitorias de baja frecuencia que podrían ser inducidas por interacciones con dicha materia.

Históricamente, la mayoría de los relojes ópticos habían operado con una estabilidad y incertidumbre en el nivel de 10⁻¹⁸, y solo instituciones líderes, como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. y el Instituto Federal de Metrología de Alemania, habían alcanzado esta precisión.

El logro actual proporciona un camino viable hacia el desarrollo de relojes ópticos portátiles y basados en el espacio, lo que podría facilitar nuevas aplicaciones, que van desde la prueba de leyes físicas fundamentales hasta el establecimiento de un estándar de tiempo global unificado y altamente preciso.