Logran el Primer Control Preciso de Núcleos de Torio-229: Un Salto Hacia los Relojes Nucleares

El mundo de la física moderna ha sido testigo de un avance sin precedentes: un equipo liderado por la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) ha conseguido manipular, por primera vez, núcleos de torio-229 para que absorban y emitan luz de forma controlada. Este logro, perseguido por la comunidad científica durante más de medio siglo, podría marcar el inicio de una nueva era en la medición del tiempo y revolucionar sectores como la navegación de precisión y la física fundamental.

El hito científico se basa en el manejo de la transición isomérica del torio-229, un fenómeno nuclear único por su baja energía de excitación, mucho menor que la de cualquier otro núcleo conocido. Esta propiedad convierte al torio-229 en el candidato ideal para desarrollar relojes nucleares de altísima precisión, superando incluso a los mejores relojes atómicos actuales.

Desde que la idea fue postulada en 2008 por el propio grupo de investigación de UCLA, el reto ha residido en la extrema dificultad de inducir y detectar la transición cuántica entre el estado fundamental y el estado excitado del núcleo de torio-229. A diferencia de los relojes atómicos, que emplean transiciones electrónicas, los relojes nucleares explotan la estabilidad y la inmunidad a perturbaciones externas que ofrecen los niveles energéticos nucleares.

Para lograr este control sin precedentes, el equipo empleó sofisticadas técnicas de espectroscopía nuclear y fotónica. Utilizaron fuentes de luz de frecuencia ultravioleta extrema y sistemas de detección ultrasensibles capaces de identificar las señales emitidas por los núcleos excitados. Tras décadas de intentos infructuosos, finalmente consiguieron provocar y observar la absorción y emisión de fotones por parte del torio-229, abriendo la puerta al desarrollo práctico de relojes nucleares.

El impacto potencial de este avance es enorme. Los relojes nucleares, gracias a su precisión teórica sin igual —se estima que podrían errar menos de un segundo en la edad del universo—, permitirán mejorar la navegación por satélite a niveles nunca antes vistos, ofreciendo ventajas cruciales para misiones espaciales y sistemas de posicionamiento global. Además, su sensibilidad extrema a variaciones en las constantes fundamentales del universo podría ayudar a los físicos a poner a prueba las leyes más básicas de la naturaleza y buscar nuevas físicas más allá del modelo estándar.

Este tipo de avances siempre han estado en la base de la exploración espacial y las tecnologías asociadas. Por ejemplo, la NASA y empresas como SpaceX y Blue Origin dependen de sistemas de cronometraje ultracorrectos para la sincronización de satélites, la navegación interplanetaria y el control de misiones. A medida que la exploración del espacio profundo se convierte en una realidad —como demuestran los recientes lanzamientos de SpaceX, la apuesta de Blue Origin por la economía lunar o el auge de los cohetes reutilizables de compañías españolas como PLD Space—, la necesidad de relojes aún más precisos será fundamental.

No es casualidad que agencias públicas y privadas, así como firmas como Virgin Galactic y los grupos de investigación que buscan exoplanetas, sigan de cerca estos desarrollos. Los relojes nucleares podrían mejorar la precisión en la medición de señales de radio procedentes de naves y sondas, facilitar la observación de tránsitos exoplanetarios y optimizar la coordinación entre telescopios distribuidos por todo el mundo.

En la historia reciente de la ciencia, pocos elementos han demostrado ser tan revolucionarios como la mejora en la medición del tiempo. Los relojes atómicos de cesio permitieron la navegación por GPS y la sincronización de redes de comunicación global. Ahora, el control cuántico de núcleos de torio-229 promete llevar la precisión a un nuevo orden de magnitud, situando a la humanidad un paso más cerca de comprender los secretos más profundos del universo.

Este avance, logrado tras décadas de esfuerzo interdisciplinar, no solo representa una victoria para la física fundamental, sino que también abre el camino a innovaciones tecnológicas que tendrán impacto en la exploración espacial, la navegación y la ciencia en general, consolidando el papel del torio-229 como piedra angular de la próxima generación de relojes nucleares.

(Fuente: SpaceDaily)