Ciencia y Tecnología

12
Jun
2015

Un grupo de científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares MIFI está desarrollando un reloj nuclear con un margen de error de una centésima de segundo cada 13.800 millones de años (la edad aproximada del Universo), lo cual es 100 veces más exacto que mejor reloj atómico existente en la actualidad.

Este reloj nuclear trabajará con Torio 229.

Con ayuda de este reloj podrán ser perfeccionados los sistemas de navegación, tales como el norteamericano GPS y el ruso Glonass.

Servirá también para las investigaciones científicas, al permitir comprobar la teoría general de la relatividad.

También permitirá desarrollar toda una dirección en las mediciones gravitacionales, ya que permitirá crear un gravímetro para la búsqueda de yacimientos de diversas materias primas tales como metales raros, petróleo, gas, además de permitir la detección de submarinos u otros objetivos.

“Resulta que al aprender a medir el tiempo con tal grado de exactitud, también podemos medir las variaciones locales del campo gravitacional de la Tierra, lo cual permite cumplir tareas de búsqueda de yacimientos, ya que el campo gravitacional depende de las densidades”, relató el científico del MIFI, Piotr Borisyuk.

Según el especialista, “si varía la densidad de las rocas, por ejemplo, esto indica que en ese lugar hay minerales pesados que inciden en el campo gravitacional”.

El principio de funcionamiento de este reloj nuclear que desarrollan los científicos del MIFI y el VNIIFTRI, se basa en el conteo de los períodos de tiempo de los cambios regulares de los iones del núcleo del isótopo radiactivo del torio 229.

Los relojes atómicos usados en la actualidad contabilizan el paso de los electrones que giran alrededor de un átomo de un nivel energético a otro, es decir, la frecuencia de cambio de órbita.

La ventaja de los relojes nucleares consiste en que el núcleo, ubicado dentro del átomo, está protegido por un “abrigo de electrones”, o sea, los electrones que giran alrededor del núcleo, y por tanto se ve menos afectado por los cambios externos, lo cual hace este tipo de relojes más seguros.

“Para crear el reloj nuclear hay que pasar cuatro etapas, consistentes en la obtención de iones, la captura y retención, enfriamiento, y finalmente, el establecimiento de sus cambios horarios”, explicó Borisyuk.

El científico explicó que la corporación Rosatom financió dos etapas del trabajo y abasteció a los investigadores con materiales, en particular, con torio 229, que puede ser obtenido solo en un reactor nuclear.

“Sabemos obtener los iones y tenemos la trampa para capturarlos y retenerlos; ahora necesitamos los láseres para crear el sistema de enfriamiento y estamos buscando el financiamiento necesario”, señaló el investigador ruso.

“Desde el punto de vista de la infraestructura necesaria para crear este reloj, Rusia va ligeramente a la retaguardia, pero tenemos gran parte avanzada en la comprensión de la problemática, los métodos para hallar la solución y las bases físicas del proceso; con nosotros trabaja el físico teórico Evgueni Tkalya del Instituto de Física Nuclear y él es el pionero de la idea de utilizar el núcleo del torio 229 para la creación de un reloj”, adelantó el científico.

En referencia al Tkalya, su colega señaló que además, este “demostró la posibilida de crear un láser en base al mismo salto nuclear en el torio 229, lo cual en la práctica es un láser de rayos gamma del diapasón óptico”.

Según el investigador, “la realización exitosa de un nuevo estándar metrológico del tiempo por medio de un reloj nuclear y un láser nuclear de energía óptica, influirá decisivamente en el nivel de todo el desarrollo tecnológico de la humanidad”.

“Además, tenemos muchas ideas maravillosas que esperamos realizar durante el desarrollo de estos dispositivos; en cuanto tengamos el equipamiento correspondiente, haremos realidad estas tareas en el tiempo más breve; los norteamericanos tampoco están sentados, y seguramente, también tiene sus propias ideas, pero creo que llevamos cierta ventaja”.

El artículo de los científicos del MIFI “La trampa lineal iónica de múltiples secciones y el nuevo método de carga para la espectrografía óptica de los saltos electrónicos y nucleares” («Multisectional linear ion trap and novel loading method for optical spectroscopy of electron and nuclear transitions»), dedicado al tema, fue considerado el artículo del mes en la revisa europea de espectrometría, European Journal of Mass Spectrometry.

sputnik

 

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