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Buscan modificar la forma de medir el segundo con fines científicos

junio 23, 2022 10:01 am

Un especialista del INTI aseguró que “se va a reemplazar el átomo de cesio por otro, pero aún no se sabe cuál" para medir el segundo.

Un especialista argentino del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) participará esta semana de una reunión en Francia que tendrá como objetivo trazar, junto a especialistas de diferentes países, el camino que modificará la forma de medir el segundo, lo que repercutirá en el ámbito de la ciencia, se informó oficialmente.

Se trata de Héctor Laiz, gerente de Metrología y Calidad del INTI y único representante sudamericano en el Comité Internacional de Pesas y Medidas desde el 2016.

La ciudad francesa de Sèvres, ubicada a mitad de camino entre París y Versalles, será el escenario elegido para esta “reunión histórica” donde los 18 expertos trazarán la hoja de ruta para redefinir el segundo de acá al 2030, señalaron.

La redefinición del segundo no impactará en los relojes utilizados en la vida cotidiana ni implicará tener que ajustar el horario -como sucedió el 30 de junio de 2015 y en más de veinte ocasiones, que hubo que retrasarlo un segundo-, recalcó el organismo en un comunicado.

Explicaron que donde se sentirá el cambio será en el campo científico porque la nueva medición resultará cien mil veces más precisa que la actual.

“Con una medición más exacta del tiempo se podrá mejorar la precisión de los sistemas de posicionamiento (como el GPS) o prevenir desastres naturales a través de estudios de tensión en la corteza terrestre”, precisó Laiz.

Y agregó que “incluso se podrá verificar si las constantes fundamentales de la naturaleza (como la velocidad de la luz) tenían el mismo valor miles de millones de años atrás”.

Hasta 1972 la definición del segundo se regía por la velocidad de rotación de la Tierra, pero la falta de uniformidad de este fenómeno -condicionado, por ejemplo, por efectos gravitatorios o la fuerza de mareas- llevó a utilizar relojes atómicos basados en la frecuencia de resonancia atómica.

Desde entonces, el Sistema Internacional de Unidades (que rige las mediciones en el mundo) determinó que la unidad de tiempo se define estableciendo el valor numérico fijo de la frecuencia del cesio, un metal que se puede hallar en la naturaleza en formaciones rocosas, subrayaron.

“Se va a reemplazar el átomo de cesio por otro, pero todavía no se decidió cuál va a ser”, detalló, y sostuvo que “los que están en carrera son el iterbio, el estroncio y otros iones que permitirán realizar experimentalmente la definición del segundo con menor incertidumbre que la actual”.

Esta semana el reloj comenzará a correr y avanzará la carrera por la nueva definición del segundo, un desafío para el mundo y para el INTI, que es el Instituto Nacional de Metrología y se ocupa de realizar, mantener y diseminar a la industria y la sociedad los patrones nacionales de medida en el país.

¿Qué cambia con la modificación del segundo?

La modificación de la forma de medir el segundo para lograr mayor exactitud permitirá, entre otras cosas, prevenir desastres naturales, “en comunicación aumentar la cantidad información que se transmite por una fibra óptica” y también “abre la posibilidad de nuevas aplicaciones tecnológicas que hoy son desconocidas”, sostuvo Laiz.

En diálogo con Télam, el especialista explicó que las “definiciones evolucionan de acuerdo a la evolución de la tecnología” en la búsqueda de “mayor exactitud” porque los cambios en la “industria y la ciencia así lo demandan”.

Laiz se encuentra en París para participar de una reunión en la ciudad de Sèvres que tendrá como objetivo trazar, junto a 18 especialistas de diferentes países, el camino que modificará la forma de medir el segundo de acá al 2030, lo que repercutirá en el ámbito de la ciencia.

“El segundo hace 70 años se definía en función del período de rotación de la Tierra sobre su eje y después se descubrió que ese período de rotación no era estable, sino que variaba de acuerdo a distintos fenómenos” como, por ejemplo, efectos gravitatorios o la fuerza de mareas”, explicó.

Como “no era demasiado exacto como demandaba la tecnología, en 1969 se definió el segundo en función del período de la radiación electromagnética que emite una transición energética del átomo de cesio”, subrayó.

“Cuando un átomo realiza una transición entre dos estados de energía emite una radiación electromagnética y esa radiación tiene una frecuencia que es estable, constante”, apuntó.

Desde entonces, el Sistema Internacional de Unidades (que rige las mediciones en el mundo) determinó que la unidad de tiempo se define estableciendo el valor numérico fijo de la frecuencia del cesio, un metal que se puede hallar en la naturaleza en formaciones rocosas.

La redefinición del segundo no impactará en los relojes utilizados en la vida cotidiana ni implicará tener que ajustar el horario, como sucedió el 30 de junio de 2015 y en más de veinte ocasiones, que hubo que retrasarlo un segundo.

“La definición del segundo en base a esos relojes atómicos de cesio hizo posible muchísimos avances tecnológicos como por ejemplo el GPS (Sistema de Posicionamiento Global) que funciona gracias a que en cada satélite hay un reloj de cesio que permite medir el tiempo que tarda una onda en llegar a ese receptor con una exactitud necesaria para poder determinar la su posición”, dijo Laiz, único representante sudamericano en el Comité Internacional de Pesas y Medidas desde el 2016.

Destacó que “hay varias unidades de medida, por ejemplo, el metro o el kilogramo que se define en función del segundo y por esto es importante tener al segundo definido con una exactitud lo mejor posible”.

“Ahora se está trabajando para redefinir el segundo, pero no en función del átomo de cesio, sino de otras transiciones energéticas de otros átomos que van a estar en el rango de las frecuencias ópticas que son mucho más altas y eso va a permitir incrementar la definición del segundo, 100 o mil veces más exacto”, contó.

El átomo de cesio será reemplazado por otro, pero todavía no se decidió cuál será y en carrera se encuentran el iterbio, el estroncio y otros iones que permitirán realizar experimentalmente la definición del segundo con menor incertidumbre que la actual.

Para Laiz, “eso traerá la posibilidad de mejorar la posición de los sistemas de posicionamiento, mejorar la velocidad de las comunicaciones o permitirá verificar, en el ámbito científico, teorías físicas que hoy no es posible”.

Además, “abre la posibilidad de nuevas aplicaciones tecnológicas que hoy son desconocidas” y “en comunicación permitirá aumentar la cantidad información que se transmite por una fibra óptica porque ello depende de la precisión de la medición del tiempo”.

Y en relación, por ejemplo a internet o redes de comunicación, la nueva “aumentará la cantidad de información que se podrá transmitir por unidad de tiempo”.

Con respecto a los desastres naturales, una de las aplicaciones que podrían tener los relojes ópticos atómicos es que “pueden detectar cambios en la gravedad local y se pueden medir cambios en las mareas, en las placas tectónicas, por ejemplo”.

También se podrá verificar si las constantes fundamentales de la naturaleza como la velocidad de la luz tenían el mismo valor miles de millones de años atrás.

Aclaró que “la definición de unidades no se cambia de un día para otro, porque es un cambio para todo el ámbito científico-tecnológico muy importante y no se puede volver atrás” y añadió que “se requieren muchas verificaciones, comparaciones de patrones de medidas hasta que se está completamente seguro de lo que se elaboró”.

Laiz subrayó que la gestión del INTI “está trabajando para desarrollar la tecnología necesaria para que los servidores argentinos de procesos clave estén sincronizados” con los relojes de cesio que se encuentran en ese organismo.

“Tenemos tres relojes atómicos de cesio que dan trazabilidad metrológica a todas las mediciones de frecuencia y tiempo que se hacen en Argentina y sirven de base todas las mediciones de longitud que se utilizan muchísimo en la industria”, apuntó.

Estos relojes sirven para “sincronizar las computadoras o los satélites argentinos”, lo que da a la “Argentina autonomía porque no es lo mismo sincronizar las comunicaciones o las transacciones de la Afip, por ejemplo, con relojes que no están en nuestro país”.

Los relojes de cesio serán reemplazados por relojes atómicos ópticos cuyo desarrollo comenzó hace 15 años y permitirán medir “la transición entre dos niveles energéticos de un átomo, pero de otro átomo y en otras condiciones. Eso produce que la transición energética sea de una frecuencia más alta con lo cual se tiene mucha más precisión”.

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