¿Cuánto importa un segundo?
Por Verenise Sánchez
México, DF. 10 de diciembre de 2014 (Agencia Informativa Conacyt).- Cada segundo y microsegundo que transcurre es importante, ya que ese lapso puede representar una gran cantidad de dinero para algunos o un significativo avance científico para otros.
Por ejemplo, para la industria de la televisión, un segundo puede alcanzar un valor cercano a los 130 mil dólares. Tan solo en la edición anterior del Super Bowl, las marcas pagaron hasta 4 millones de dólares por insertar un anuncio de 30 segundos.
En tanto, para científicos que trabajan en El Gran Colisionador de Hadrones, en un segundo los protones le podrían dar siete vueltas y media a la tierra, ya que los protones viajan al 99.9999991 por ciento de la velocidad de la luz, es decir, a unos 300 mil kilómetros por segundo, de acuerdo con el libro El Gran Colisionador de Hadrones. Historias del laboratorio más grande del mundo, del científico mexicano Gerardo Herrera Corral.
Por estos motivos, y muchos otros, es indispensable para el país contar con una referencia nacional de tiempo de muy alto nivel de exactitud, subrayó José Mauricio López Romero, director de Metrología de Tiempo y Frecuencia, del Centro Nacional de Metrología (Cenam).
De hecho, México cuenta con uno de los sistemas de medición de tiempo de mayor exactitud a nivel mundial, razón por la que recientemente López Romero, recibió el Premio Nacional de Ciencias y Artes 2014 en la categoría de Tecnología, Innovación y Diseño.
La fábrica de los segundos
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el galardonado indicó que en el continente americano México es líder, junto con Estados Unidos, en el desarrollo tecnológico de sistemas de medición y sincronía del tiempo.
"El Cenam no le pide la hora a nadie más. Aquí fabricamos los segundos que el país y el mundo necesita", reiteró el miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Detalló que el Cenam cuenta con sofisticados sistemas de medición de tiempo basados en óptica cuántica, como el reloj atómico de materia ultrafría, el cual "materializa" la definición del segundo como la duración de 9 mil 192 millones 631 mil 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
"Todo reloj consta de un oscilador y un contador de periodos, los relojes atómicos no son la excepción. En los relojes atómicos el fenómeno oscilatorio es el campo eléctrico asociado a la radiación electromagnética de las transiciones atómicas que son mediadas por un fotón. Cuando se le mira a dicho fotón como una onda, tiene una frecuencia fija determinada por una combinación de constantes fundamentales. Las oscilaciones del campo eléctrico de esa radiación son el 'tic tac', muy constante por cierto, de los relojes atómicos", explicó López Romero.
Abundó que en un reloj atómico se tienen átomos libres de interacciones con su entorno, con el fin de no perturbar los niveles de energía internos de los mismos.
"La transición de reloj se impulsa con radiación electromagnética, ya sea en la región de microondas o en la región de las frecuencias ópticas. En el primer caso, se usan osciladores de alta pureza espectral para iluminar los átomos con las microondas a fin de inducir la transición de reloj. En el segundo caso, se utilizan láseres ultraestables a efecto de inducir con suficiente control las transiciones de interés", detalló.
En ambos casos, los relojes alcanzan una precisión de hasta nueve cifras por segundo, ya que el Cenam no puede darse el lujo de fallar ni por un segundo; por tal razón, para su correcto funcionamiento cuenta con al menos 10 relojes atómicos de máxima precisión, indicó el físico especialista en el tiempo.
"Para la sociedad en general basta con tener el reloj sincronizado con la hora oficial al nivel de un segundo; no obstante, en industrias como radio o televisión se requiere sincronía al nivel de milisegundos, en algunos otros casos se requieren precisiones de nanosegundos. Este servidor, junto con mi equipo de colaboradores en el Cenam, somos responsable de generar la hora oficial del país con el mayor grado de exactitud que la ciencia y la técnica permite, a fin de servir a la sociedad y a la industria en sus necesidades de medición de tiempo", manifestó.
Explicó que un error de medición de tiempo de tan solo tres nanosegundos en el Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) se traduciría en un error de un metro en la ubicación de un objetivo.
Segundos económicos
Para nunca fallar, además de la tecnología de punta y los recursos humanos altamente capacitados con los que cuenta el Cenam, este centro también forma parte de una red mundial de laboratorios avanzados de medición de tiempo, coordinada por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM, por sus siglas en francés), para compararse mutuamente y generar la hora oficial del mundo, referida como Tiempo Universal Coordinado (UTC, por sus siglas en inglés).
López Romero explicó que en esta red de laboratorios participan los centros de medición del tiempo más destacados a nivel mundial, entre los cuales se encuentra el Cenam, ya que México se ha convertido en un importante exportador de tecnología y conocimiento en materia de medición de tiempo.
"Mantener la operación continua del conjunto de relojes atómicos del Cenam le cuesta al país alrededor de 3 millones y medio de pesos al año; esta inversión es equivalente a nueve centavos por segundo, lo cual es muy económico si se compara con el enorme beneficio que obtiene el país", concluyó.
Este obra cuyo autor es Agencia Informativa Conacyt está bajo una licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.
