La creencia generalizada de que los púlsares son los mejores relojes en el universo es errónea, dicen los físicos

Los púlsares son estrellas de neutrones giratorias que producen estallidos altamente periódicos de ondas de radio. Tan precisas son las señales de los púlsares que cuando fueron descubiertas, los astrónomos le dieron credibilidad seriamente a la idea de que eran evidencia de vida inteligente en otros lugares del Universo, ya que no era posible igualarlas con nada que los físicos pudiesen construir en la Tierra. Esto ha llevado a la creencia generalizada de que los púlsares son los relojes más precisos en el Universo.

Cuarenta años más tarde, los astrónomos aún no han podido saber con exactitud cómo generan los púlsares estas señales tan precisas. Pero los físicos, por el contrario, han estado trabajando duro para encontrar sus propia manera de mejorar el rendimiento de los púlsares.

En la actualidad, John Hartnett y Luiten André, en la Universidad de Australia Occidental, hacen esta pregunta: ¿hay marcadores de tiempo sobre la Tierra que han sobrepasado a sus rivales astrofísicos como los mejores relojes en el Universo?

A primera vista, la respuesta es bastante clara para cualquiera que haya seguido los avances asombrosos en la óptica cuántica en los últimos años.

«La precisión y estabilidad de los relojes terrestres ha mejorado más de un orden de magnitud, en promedio, en cada década durante los últimos 60 años», dice Hartnett y Luiten. En la actualidad, los mejores relojes, de átomo neutro y de iones atrapados, tienen una estabilidad de frecuencia que se acerca a una parte en 10¹⁷.

Por el contrario, a medida que se han descubierto más púlsares, su estabilidad ha mejorado en menos a un orden de magnitud en los últimos 20 años. El mejor púlsar de milisegundo tiene una estabilidad de sólo una parte en 10¹⁵ en el mejor de los casos.

Eso significa que los relojes terrestres pueden ser coronados, con toda razón, como los mejores relojes en el Universo, dicen Hartnett y Luiten.

Esto es impresionante, pero hay otra cuestión a considerar antes de que los físicos en los laboratorios de óptica cuántica puedan descorchar sus botellas de champán. Es la cuestión de la estabilidad a largo plazo.

Es muy bueno construir un reloj que pueda superar a los púlsares durante unos meses o años, pero intenténtelo durante un período significativamente más largo de tiempo, digamos siglos o milenios, y surgen toda una serie de otras cuestiones. Los fabricantes de relojes de larga duración ya han estudiado este tema. Se han preguntado ¿cómo se puede garantizar un suministro estable de energía durante un período así? ¿Cómo se almacenan piezas de repuesto o se asegura que se mantienen los conocimientos para efectuar una reparación? ¿Debe incluso basarse en la supervivencia de la raza humana en el transcurso de estos plazos?

Las respuestas a estas preguntas sugieren que será muy difícil hacer que funcione un reloj de pulsera, y mucho menos un reloj de iones atrapados, en esta escala de tiempo. Y sin embargo, en miles de años los púlsares todavía seguirán produciendo sus regulares latidos.

Los relojes de la Tierra pueden ser capaces de superar a los púlsares en escalas de tiempo humanas, pero hacerlo a escalas de tiempo significativamente mayores es un reto muy distinto. Los relojes terrestres pueden haber robado la corona por el momento. Mantenerla será mucho más difícil.

Referencia de publicación: arxiv.org/abs/1004.0115 : A Comparison of Astrophysical and Terrestrial Frequency Standards: Which are the best clocks?

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti