Para mejorar aún más la precisión de la sincronización, investigadores de seis países europeos se unieron para comparar diez relojes ópticos de ultraprecisión al mismo tiempo; esto nunca antes se había hecho a tal escala. Estos relojes ópticos utilizan luz láser para medir las transiciones de los átomos entre niveles de energía, con mucha más precisión que los relojes atómicos de cesio tradicionales. De hecho, los relojes ópticos pueden estar desfasados ​​en no más de un segundo a lo largo de miles de millones de años.

Para comprobar la coherencia entre estos relojes, el equipo realizó 38 mediciones, la llamada relación de frecuencia. Cuatro de las mediciones nunca se han realizado directamente y muchas son más precisas que nunca. Este experimento nos ayuda a acercarnos a la actualización de la definición mundial de segundo, tal vez cambiando de relojes de cesio a relojes ópticos.

Helen Margolis, del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido, dijo: "Los relojes atómicos proporcionan señales precisas de tiempo y frecuencia que son vitales para muchas tecnologías cotidianas como el GPS, la gestión de la red eléctrica y el mantenimiento sincronizado de las transacciones financieras".

Conectar estos relojes a largas distancias es complicado. Los científicos utilizaron dos métodos de conexión: señales de GPS por satélite y cables de fibra óptica personalizados. Todos los relojes pueden usar GPS, pero su precisión no es la ideal debido a problemas de ruido y señal. Los enlaces de fibra óptica utilizados en Francia, Alemania e Italia son 100 veces más precisos pero sólo pueden cubrir distancias cortas. Para los relojes del mismo laboratorio, como los de Alemania y el Reino Unido, los cables de fibra óptica cortos ayudan a reducir aún más la incertidumbre.

Los hallazgos fueron publicados en Optica, una revista dedicada a la ciencia óptica. El equipo de investigación también comparó diferencias en varias relaciones de frecuencia en diferentes sistemas para encontrar desajustes o patrones.

"Estas mediciones proporcionan información clave sobre el trabajo adicional que se necesita para que los relojes ópticos alcancen la precisión y confiabilidad requeridas para el cronometraje internacional", dijo Marco Pizzocaro del Instituto Nacional de Energía Atómica (INRiM) de Italia. Añadió que el dispositivo es como un laboratorio distribuido que podría usarse para investigaciones físicas más profundas, como la búsqueda de materia oscura o la prueba de los fundamentos de la física.

Coordinar los diez relojes y mantenerlos sincronizados en seis países requirió mucha preparación. Algunos resultados no coincidieron con las predicciones, pero tener tantos relojes funcionando simultáneamente ayudó a detectar problemas.

"No todos los resultados fueron los que esperábamos y observamos algunas inconsistencias en nuestras mediciones", dijo Rachel Godun de NPL. "Sin embargo, comparar tantos relojes simultáneamente y utilizar múltiples técnicas para correlacionar los relojes hace que sea más fácil identificar el origen del problema".

Los investigadores dicen que se necesita más trabajo para reducir las incertidumbres de las mediciones y garantizar que estos relojes ópticos sean confiables a largo plazo. Si esto se puede hacer, estos relojes pronto podrían convertirse en los relojes que usamos para definir la hora en todo el mundo. Como dijo Thomas Lindvall de VTT MIKES en Finlandia: "Con un conjunto armonizado de métodos de medición, podemos comprobar la coherencia y proporcionar resultados más fiables".

Fuente: Óptica (Enlace 1, Enlace 2)