Tierras Raras y su rol esencial en el desarrollo del reloj más preciso del mundo

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Tierras Raras y su rol esencial en el desarrollo del reloj más preciso del mundo

Fuente: Pexels.com

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La carrera por construir el reloj más preciso del mundo está en pleno desarrollo, y los elementos de Tierras Raras tan requeridos en la actualidad serán claves en el proceso.
Photo of the Microtraps Group as of December 2018
Barrett, al fondo al centro | Centre for Quantum Technologies
Los Lantánidos, más conocidos como Tierras Raras, son una serie de 17 minerales que han cobrado fuerza en los últimos meses, dado que se han posicionado como elementos estratégicos en la lucha comercial entre China y Estados Unidos.
Principalmente, la atención que han recibido estos metales se debe a sus múltiples usos en tecnología de punta, como los vehículos eléctricos, electrónica de consumo, energías renovables y elementos de seguridad, como radares y láseres, entre otros.
Por ello, no es de sorprender que cada cierto tiempo se revelen nuevos usos de estos minerales, cuyas aplicaciones en el marco del desarrollo tecnológico actual son, hasta ahora, insospechadas.
Precisamente, hace sólo unos días se conoció el caso de Murray Barrett, profesor asociado de física en la Universidad Nacional de Singapur (NUS), quien durante el último tiempo se ha enfocado en una investigación que podría revolucionar la forma en que vemos y disponemos del tiempo: el reloj más preciso del mundo, hecho en base a un elemento de Tierras Raras llamado lutecio.
El reloj atómico de Barrett, ubicado en el Centro de Tecnologías Cuánticas de la NUS, tiene la intención de dividir el tiempo en más y más pequeños segmentos que cualquier otro reloj.
«Un cronómetro analógico puede normalmente dividir un segundo en 10 partes: 0.1 segundos, 0.2 segundos, etcétera. El reloj de lutecio, en teoría, agregará 14 ceros a la derecha de ese punto decimal, segmentando el segundo en (aproximadamente) un billón de piezas, y se mantendría la precisión en un segundo si se deja funcionando continuamente durante 30 mil millones de años. Incluso las vibraciones más pequeñas de, por ejemplo, los extractos que mantienen limpio el entorno del laboratorio, son suficientes para alterar esa precisión y, con ello, todo el trabajo del laboratorio», señaló el medio especializado Bloomberg en un artículo dedicado al trabajo de Barrett.
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El reloj atómico de lutecio en la Universidad Nacional de Singapur | Bloomberg
Si Barrett y su laboratorio logran posicionar a su reloj como el más preciso del mundo, harían del Lutecio uno de los elementos claves para el desarrollo tecnológico e incluso, como lo define Bloomberg, este podría transformarse en «el corazón de la ciencia y la economía global».
Lo anterior, debido a que el lutecio es excepcionalmente insensible a los cambios de temperatura. “Y yo diría, cualquier átomo que tenga la menor sensibilidad a su entorno hará que el reloj sea mejor”, dijo el experto.
Actualmente, el elemento más utilizado en la precisión de los relojes ha sido el cesio. Pero la regla de cesio mide en centímetros, a diferencia de un reloj basado en lutecio que mediría en milímetros y, por lo tanto, permitiría medir el mundo con mayor precisión. Su importancia es tal, que incluso podría medir cosas que nunca antes se pudieron medir, revelando y resolviendo temas fundamentales de la física como la teoría general de relatividad de Albert Einstein, que postulaba que cuanto más rápido viajamos más gravedad nos atrae y más tiempo se ralentiza.

En búsqueda del ‘Elemento de la Precisión’

En los últimos 20 años, científicos alrededor del mundo se han dedicado a mejorar relojes atómicos que estimulen los átomos usando luz visible, la cual sería aproximadamente 100 mil veces más rápida que los microondas en un reloj de cesio. Pero este trabajo no sólo reviste la necesidad de superar una serie de desafíos científicos y técnicos, sino que además determinar qué elemento es el más adecuado para decir la hora.
Actualmente, el favorito parece ser otro elemento de Tierras Raras, el iterbio, que está siendo investigado por equipos grandes y bien financiados en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST) y laboratorios en Europa y Asia.
En 2018, el NIST informó que un par de relojes basados en iterbio habían alcanzado récords de precisión, estabilidad y reproducibilidad de resultados. En este contexto, el lutecio tuvo una entrada tardía a la competencia pero, en un tiempo relativamente corto, se ha alzado como un mineral relevante gracias al trabajo de Murray Barrett.
“Mi argumento es que si puedes hacer un reloj preciso en iterbio, entonces debes ser capaz de hacer un reloj preciso de lutecio, y debería ser más preciso porque las propiedades son simplemente mejores”, concluyó el experto.
Por ello, en un futuro no muy lejano es probable que la base de los relojes más precisos del mundo requieran de minerales de lutecio e iterbio, dos de los elementos de Tierras Raras estratégicos en el desarrollo tecnológico mundial.