Siete relojes atómicos ópticos instalados en cuatro países europeos superaron una de las comparaciones internacionales de tiempo más precisas realizadas hasta ahora, lo que refuerza el fundamento científico para redefinir algún día el segundo. Nature destacó el resultado el 4 de septiembre, después de que el estudio revisado por pares apareciera en Physical Review Research el 1 de septiembre.
La campaña de dos meses conectó relojes operados de manera independiente en institutos nacionales de metrología de Italia, Francia, Reino Unido y Alemania. Los investigadores compararon sus frecuencias mediante una red estabilizada de fibra óptica de miles de kilómetros, evitando buena parte de la incertidumbre que las transferencias por satélite pueden introducir a grandes distancias.
El estudio informó incertidumbres en las relaciones de frecuencia óptica desde 7,7 por 10 elevado a menos 18 hasta 6,1 por 10 elevado a menos 17. La prueba más destacada involucró relojes de un solo ion de iterbio del National Physical Laboratory británico y de la Physikalisch-Technische Bundesanstalt alemana, que coincidieron dentro del margen más estricto de la campaña.
Según los autores y el Instituto Nacional de Investigación Metrológica de Italia, el resultado constituye la primera verificación internacional de dos relojes ópticos desarrollados de forma independiente por debajo de una parte en 10 elevado a 17. El reloj italiano de red de iterbio también concordó con mediciones internacionales anteriores, mientras que un reloj de mercurio en Francia produjo varias relaciones de frecuencia con menor incertidumbre.
Los relojes ópticos miden las rápidas oscilaciones asociadas con transiciones en átomos o iones y pueden superar a los relojes de microondas de cesio que sustentan la definición actual del segundo. Antes de usar una transición óptica como nueva referencia mundial, los laboratorios deben demostrar que dispositivos separados ofrecen resultados coherentes tras considerar efectos sistemáticos, transferencia por fibra y corrimiento gravitacional.
Los investigadores indicaron que las mediciones aportarán pruebas al trabajo internacional sobre una futura redefinición del segundo del Sistema Internacional. Las redes fiables de relojes conectados por fibra también podrían respaldar pruebas de física fundamental y relatividad general, mejorar la geodesia al detectar minúsculos cambios gravitatorios vinculados con la altura y permitir comparar patrones de próxima generación sin trasladar los relojes.
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