Un descubrimiento en un tipo especial de torio, un elemento químico ligeramente radiactivo, puede hacer posible la creación de relojes nucleares, que los científicos aseguran que serían los más precisos del mundo superando, de mucho, los atómicos que se usan actualmente. En un artículo publicado en ‘Nature’, un equipo de investigadores liderados por la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica) explica cómo en este isótopo del torio se ha detectado un tipo de desintegración radiactiva que libera una sola partícula de luz, y que un reloj basado en este principio puede ser siete golpes más preciso.
Reloj atómico y reloj nuclear
Actualmente, los relojes atómicos ya son, por los estándares habituales, extraordinariamente precisos, y se usan tanto en los satélites de GPS como en experimentos sobre las leyes fundamentales de la física, e incluso podrían ser claves en la colonización de la Luna. Se basan en la física de los electrones que rodean el núcleo del átomo: los saltos de los electrones en un estado más energético requieren una frecuencia de luz muy concreta y con una cantidad justa de energía. Esta oscilación de la luz es el que se usa como si fuera el ‘tic-taco’ del reloj.
Los futuros relojes nucleares se basarían, como su nombre indica, en su núcleo, y podrían ser todavía más precisos. Normalmente, pero, los núcleos atómicos tienen niveles de energía demasiado diferentes como para hacerlos ‘saltar’ con un láser, cosa imprescindible para hacer un reloj. En este caso, pero, el torio-229 tiene dos niveles de energía bastante próximos, y ahora se ha podido conocer con precisión qué es esta ‘distancia’.
La cifra que faltaba
Para hacerlo, los investigadores han mesurado la energía que se libera con la desintegración de un núcleo de torio-229, saltando de un estado de alta energía a uno de baja. El primer paso era que el torio estuviera en el estado de alta energía, el que se denomina un isómero, y esto se ha hecho partiendo de otro elemento, el actinio-229, que se desintegra justamente de este modo. Lo hicieron, además, incrustándolo en cristales de fluoruro de calcio y fluoruro de magnesio, que suprimieron parte de la desintegración haciendo más fácil de detectar y mesurar la energía del fotón, la partícula de luz, que se libera: 8,338 electronvolts (eV).
Un adelanto que puede ser importantísimo
Con este dato preciso, y con la primera observación real de la desintegración de este isómero, los investigadores trabajan con un láser para poner en marcha la transición de estados, pasando del de baja energía al de alta energía, como la próxima pasa hacia la creación de un reloj nuclear. Si bien de entrada pueda parecer una curiosidad, el hecho es que comparar estos relojes con los atómicos podría ser muy interesante porque, por ejemplo, puede permitir detectar variaciones muy sutiles en las constantes fundamentales de la física. Además, por sus propiedades, los relojes nucleares serían mucho más estables y permitirían hacer medidas más rápidamente.
