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Se probó por primera vez un reloj óptico en el espacio

Investigadores han probado un reloj óptico en el espacio por primera vez, demostrando que la tecnología extremadamente precisa podría encontrar un uso en aplicaciones espaciales.

En la Tierra, los relojes ópticos pueden dividir el tiempo más finamente que cualquier reloj anterior, y en el espacio, podrían ser útiles como puntos de referencia para GPS, coordinando satélites y explorar fundamentos de la física.

La delicada tecnología de peine de frecuencia del reloj óptico resistió un lanzamiento de cohete sonda y soportó el espacio por 6 minutos en una plataforma de investigación de microgravedad de la Agencia Espacial Alemana antes de volver a la Tierra.

Los relojes ópticos más avanzados guardan mejor el tiempo que los relojes atómicos. Sin embargo, es difícil utilizar en el espacio el mecanismo que los hace funcionar. Con esta prueba se determinó si el hardware del reloj podía sobrevivir el viaje.

Este vuelo histórico se dio en Abril de 2015, y el reporte de los resultados fue publicado en Noviembre 17 en el diario Óptica.

Los relojes ópticos y los relojes atómicos trabajan midiendo los átomos mientras oscilan hacia adelante y hacia atrás después de estar expuestos a la radiación, pasando de un estado de energía a otro y de vuelta.

Los relojes ópticos funcionan a una frecuencia mucho más alta, utilizando luz visible en lugar de microondas, y por lo tanto son mucho más rápido que los relojes atómicos.

El peine de frecuencia genera luz láser precisamente a millones de diferentes longitudes de onda, actuando como un «engranaje» para traducir esa oscilación a una frecuencia que se puede medir electrónicamente.

Según Matthias Lezius, un investigador en Menlo Systems GmbH en Alemania, Los relojes ópticos y los peines de frecuencia han mejorado rápidamente debido a los avances en la confección de los láseres más portátiles y potentes, y en la espectroscopia láser.

Lezius y su equipo redujeron el tamaño del peine de frecuencia y lo protegieron en caucho de silicona para su viaje.

El objetivo de este experimento en particular era explorar los límites de la relatividad general y el punto en que la gravedad perjudica los procesos dentro de un átomo. La investigación comparó el tiempo con un reloj atómico, que opera a frecuencias más bajas, con el del reloj óptico, y no encontró diferencias.

El experimento no devolvió el nivel de precisión deseado, pero los investigadores planean relanzarlo con un reloj de referencia más preciso y otros ajustes. Además, podrán trabajar para reducir el peso del peine de frecuencia de sus 20 kilogramos actuales.

Según un comunicado de los representantes de la Optical Society (que produce la revista Optica), el nuevo vuelo dejaría al peine en condiciones de vacío y estaría más protegido por la radiación.

Con los avances de la tecnología, se hará más útil para realizar posicionamientos GPS extremadamente precisos, para la navegación por satélite y las mediciones de la gravedad, inclusive las ondas gravitacionales en el espacio. El peine de frecuencia también se puede utilizar para medir con precisión el dióxido de carbono en la atmósfera y definir la características de los planetas que orbitan estrellas lejanas midiendo con precisión la luz que regresa.

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