Medir el tiempo parece una tarea resuelta. Los mejores relojes atómicos son tan precisos que podrían pasar miles de millones de años antes de acumular un error de apenas un segundo. Gracias a ellos funcionan tecnologías esenciales, desde la navegación por satélite hasta las redes de telecomunicaciones. Sin embargo, después de décadas perfeccionando estos dispositivos, los científicos están convencidos de que todavía existe una forma de medir el tiempo con mayor precisión.
Ahora, dos equipos que trabajaban de manera independiente en Austria y China consiguieron convertir esa idea en una tecnología funcional. Por primera vez, desarrollaron relojes que utilizan el núcleo de los átomos, y no sus electrones, como referencia para contar el tiempo. El avance podría transformar los sistemas de medición más precisos del mundo e incluso ayudar a investigar uno de los mayores misterios del universo: la materia oscura.
Dos laboratorios lograron lo que la física llevaba décadas persiguiendo
Los resultados aparecieron el 7 de octubre de 2026 en la revista Nature. Un equipo de la Universidad Técnica de Viena y otro de la Universidad de Tsinghua, en Pekín, presentaron dos implementaciones independientes de relojes nucleares basados en torio-229. Aunque emplearon soluciones experimentales diferentes, ambos consiguieron estabilizar un láser utilizando una transición energética dentro del núcleo de ese isótopo.
La diferencia respecto a los relojes atómicos actuales es fundamental. Estos últimos utilizan cambios de energía de los electrones que rodean el núcleo para establecer una frecuencia extraordinariamente estable.
Los nuevos dispositivos, en cambio, aprovechan una transición entre estados energéticos del propio núcleo atómico. El torio-229 posee una característica poco habitual: algunos de sus estados nucleares están separados por una energía suficientemente pequeña como para poder estimular la transición mediante luz láser.
Esto permite utilizar el núcleo como una referencia de frecuencia. Su pequeño tamaño y su relativa protección frente a determinadas perturbaciones externas podrían ofrecer ventajas importantes respecto a los sistemas tradicionales.
Un diminuto cristal podría superar a los mejores relojes del planeta
En ambos experimentos, los investigadores incorporaron núcleos de torio-229 dentro de cristales de fluoruro de calcio. Después utilizaron luz ultravioleta de aproximadamente 148 nanómetros para excitar la transición nuclear.
La gran dificultad era conseguir que esa señal sirviera para controlar continuamente la frecuencia de un láser, algo imprescindible para que el dispositivo funcionara realmente como reloj y no solo como un experimento de espectroscopia. El equipo de Viena consiguió mantener el sistema estabilizado durante más de 24 horas sin intervención. El grupo chino, por su parte, utilizó un láser ultravioleta de mayor potencia y demostró que podía obtener referencias de frecuencia reproducibles en cristales fabricados de manera independiente.
Todavía ninguno de los dos dispositivos supera a los mejores relojes atómicos ópticos. Sin embargo, el avance demuestra que el principio funciona. Los investigadores creen que combinar las fortalezas de ambos sistemas podría acelerar considerablemente las mejoras de precisión.
También existe la posibilidad de desarrollar dispositivos más compactos y resistentes que algunos de los instrumentos actuales, aunque todavía falta demostrar esas ventajas en condiciones prácticas.
La gran sorpresa es que también podrían ayudar a buscar materia oscura
La utilidad de estos relojes no se limitaría a indicar la hora. Su precisión podría mejorar la sincronización de redes de comunicaciones, la metrología y determinados sistemas de posicionamiento. Pero también permitiría realizar experimentos sobre las leyes fundamentales de la física.
El equipo austríaco ya utilizó su reloj para buscar señales compatibles con ciertas hipótesis sobre la materia oscura, la misteriosa componente del universo que no emite luz y cuya naturaleza sigue siendo desconocida. No encontraron evidencia de materia oscura. Sin embargo, demostraron que el nuevo instrumento puede realizar mediciones suficientemente sensibles como para participar en ese tipo de investigaciones. Esta posibilidad resulta especialmente interesante porque algunas teorías predicen que la materia oscura podría provocar variaciones extremadamente pequeñas en determinadas constantes físicas.
Comparar relojes basados en diferentes mecanismos permitiría buscar esas variaciones con una precisión cada vez mayor. La tecnología todavía se encuentra en una fase experimental. No existe un calendario confirmado para reemplazar los relojes atómicos utilizados actualmente en sistemas comerciales. Pero el salto conceptual ya ocurrió: después de décadas midiendo el tiempo mediante electrones, los científicos consiguieron convertir el propio núcleo atómico en una referencia operativa. Y aunque todavía no marca el tiempo mejor que sus predecesores, podría convertirse en el instrumento que permita descubrir fenómenos físicos que hoy permanecen fuera de nuestro alcance.
