Dos equipos científicos logran los primeros relojes nucleares autónomos del mundo, basados en núcleos de torio

Un equipo de la Universidad Técnica de Viena (TU Wien), liderado por el físico Thorsten Schumm, y otro de la Universidad de Tsinghua, en Pekín, han construido de manera independiente los primeros relojes nucleares capaces de funcionar de forma autónoma, es decir, sin necesidad de sincronizarse constantemente con un reloj atómico convencional externo. Los dos trabajos se publicaron simultáneamente el 7 de octubre en la revista Nature, según confirman tanto la propia revista como medios especializados que han tenido acceso a los artículos, entre ellos phys.org y el South China Morning Post.

A diferencia de los relojes atómicos actuales, que miden el tiempo a partir de transiciones de los electrones en la corteza de un átomo, estos nuevos dispositivos emplean una transición de muy baja energía en el núcleo de los átomos de torio-229, incrustados en un cristal de fluoruro de calcio de tamaño milimétrico que opera a temperatura ambiente. Un láser estabilizado excita esa transición nuclear y, cuando su frecuencia se desvía por fluctuaciones térmicas u otras perturbaciones, la absorción por parte de los núcleos de torio cambia de forma medible, lo que permite corregir automáticamente el láser mediante un bucle de retroalimentación, sin depender de un reloj atómico de referencia.

El equipo de Viena ha demostrado una estabilidad de funcionamiento continuo durante más de 24 horas, con una precisión del orden de una parte en 10 a la 15, equivalente a un error de aproximadamente un segundo cada 30 millones de años. Según recogen varios de los artículos, esa cifra queda todavía por debajo de los mejores relojes atómicos ópticos existentes, pero se considera un resultado notable para un primer prototipo autónomo. El South China Morning Post señala además que, en pruebas comparativas, el reloj del equipo chino ha mostrado una estabilidad ligeramente superior a la del dispositivo vienés, mientras que el cristal austríaco presenta mejores propiedades ópticas; varios investigadores citados plantean que combinar ambos avances podría producir un reloj significativamente más preciso.

El desarrollo no es completamente nuevo: el mismo equipo de Viena, en colaboración con el Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) de Braunschweig, bajo la dirección de Ekkehard Peik, ya había logrado en abril de 2024 la primera excitación láser de núcleos de torio-229 y, en el otoño de ese año, una primera demostración de reloj de alta precisión acoplado a un reloj atómico convencional. La novedad de octubre de 2026 es que el sistema funciona ya de forma autónoma y autoestabilizada, sin ese acoplamiento externo.

Los núcleos atómicos son más de diez mil veces más pequeños que los átomos completos y resultan, en teoría, mucho menos sensibles a perturbaciones externas como campos magnéticos o eléctricos, lo que podría convertir a los relojes nucleares en herramientas más robustas y precisas que los relojes atómicos actuales. Entre las aplicaciones que citan los propios investigadores y la cobertura especializada figuran pruebas más sensibles de las leyes fundamentales de la física y la posible detección indirecta de materia oscura, aunque los propios equipos insisten en que se trata todavía de un primer prototipo cuya precisión deberá mejorarse con láseres más potentes y cristales de torio de mayor calidad.