jueves, mayo 25, 2006

Reloj Atómico!!

Reloj de sol en St. Rémy de ProvenceEl Tiempo. Esa magnitud física que siempre se nos escapa, que lleva siglos martirizando la mente humana y que nunca deja de fascinarme, ya hace poco hable sobre los requerimientos físicos para viajar en el tiempo así como las paradojas que ello generaría pero es que desde el principio ha sido todo un reto tratar de controlarlo, o por lo menos, medirlo. Los barcos fenicios que comerciaban a lo largo del mediterráneo medían las distancias gracias al tiempo y usaban métodos sencillos (velas graduadas, odres de agua) que exigían una constante atención, eran tan importantes que si el encargado de vigilarlas se dormía pendía sobre él la misma pena de muerte. Desde entonces hemos usado casi cualquier medio para ir tomando una medida exacta de cómo avanza. Los primeros intentos más o menos efectivos se los debemos a los egipcios quienes, basándose en sistemas sumerios, se fijaron en el cielo (el sol y las estrellas) para medir el tiempo con relativa exactitud.

Es tan importante que fue una de las primeras cosas en que todos nos pusimos de acuerdo. En 1874 se firmó en París un tratado internacional para estandarizar en todos los países la misma definición de segundo. Desde entonces la ciencia ha avanzado que es una barbaridad y nos ha permitido medir fracciones cada vez más pequeñas hasta llegar a la situación actual donde somos capaces de recrear reacciones en intervalos menores de un Femtosegundo (10-15 segundos). Esa definición ha variado cada vez que hemos podido medirlo con mejor y ahora mismo se define como:


Un segundo es la duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133, a nivel del mar (con campo magnético cero).

Un Reloj AtómicoÉste reloj se basa en la frecuencia de absorción y emisión del átomo de Cesio 133, que al ser tan pesado tiene los niveles electrónicos muy definidos y de energía determinada. Se usa un campo magnético para encerrar una selección de átomos de cesio vaporizados donde 6 láseres frenan su movimiento hasta el punto de rebajar la temperatura a niveles de 1 grado kelvin. Una vez estabilizados, estos átomos sufren la acción de un campo de radiofrecuencia que excita (eleva) un electrón de la última capa a un nivel superior que oscila a una frecuencia de 9.192.631.770 Hz (o sea, veces por segundo) y al regresar a su nivel original emite un fotón con esa frecuencia. Cuando una placa situada frente al campo magnético registra 9.192.631.770 de oscilaciones se asume que ha transcurrido un “segundo atómico”.

Estas mediciones resultan esenciales para la vida moderna. Solo gracias a esta exactitud se pueden realizar conexiones vía satélite, compras a través de Internet, gestión de datos bancarios, incluso los movimientos de bolsa deben contabilizarse al milímetro. El reloj atómico ha sido nuestro referente desde que se creo en 1955 y hoy en día solo sufre un desfase de un segundo cada 300.000 años. Se han logrado relojes basados en moléculas de amoníaco con una precisión de 1,7 millones de años pero realmente no es práctico construirlos, los de Cesio requieren solo 170 piezas. Aún así toda esta exactitud es un tanto relativa pues en los últimos 40 años se han tenido que añadir 22 veces un segundo para ajustarlos al horario solar real, que de todas formas sigue dependiendo de donde nos encontremos.

En realidad esta globalización es un abuso desmedido de la hora oficial. El globo se divide en franjas más o menos verticales que tienen una hora oficial lo más parecida a la hora solar real que se puede percibir en esa zona. Pero incluso dentro de esas mismas franjas se puede notar muy fácilmente el desfase. Por ejemplo, en Barcelona, en la costa Este de España, en el mediterráneo, amanece 45 minutos antes que en A Coruña, en la costa Oeste de España, frente al atlántico y en realidad ambas ciudades comparten el mismo uso horario. Es un pequeño desfase y solo hay que ampliar un poco la visión para darnos cuenta del excesivo error cometido. El Horario Europeo que tenemos en España también lo comparten casi todos los países europeos y eso a efectos administrativos es un gran logro pero para el ciudadano de a pie resulta casi inverosímil que a casi 4000 Km de distancia tengamos la misma hora!!

Diferencia hora solar y hora oficial!!

Mientras que en España en invierno suele anochecer sobre las 18 horas, en países del Este (me refiero al Este Europeo) es normal ver como se oculta el sol justo después de comer, a las 15h de la tarde!! De igual forma mientras aquí ya ha amanecido alrededor de las 7-8h allí hay luz natural prácticamente desde las 4-5h!! Esas tres horas de diferencia entre la hora solar y la hora oficial nos hacen llevar ritmos de vida muy diferentes. Para nosotros es difícil levantarnos a horario europeo porque nuestro reloj interno nos lo dice mientras que somos capaces de llevar muy bien la vida nocturna porque para nosotros no es tan tarde. Sin embargo en el Este lo complicado es levantarse relativamente tarde y aguantar hasta las 12 de la noche despierto.

Pero siendo realista ésta es la mejor solución posible, sería un descontrol tener que cambiar la hora cada 200 Km, es cuestión de adaptarse y planear con tiempo los viajes largos, si en algún momento decides irte a tus antípodas aprende a dormir de día y vivir de noche!!!

~ Enlaces:
Tiempo Universal Coordinado (UTC)
Tiempo Medio de Greenwich (GMT), obsoleto, ahora solo funciona el UTC
Tiempo Atómico Internacional (TAI) y el Reloj Atómico
Tiempo Atómico
Bureau International des Poids et Mesures
Reloj Atómico en Wikipedia
Definiciones de la NASA
Los Minutos de 61 segundos
Calculo de la Hora solar real frente a la oficial
Compra tu propio reloj Atómico!!
Horario Internacional y Hora Greenwich – Zulu
Hora official en españa
Tiempo Solar Medio
Tiempo Sidereo. Diferencia con la hora oficial
Relojes de Sol en Wikipedia
EarthDials, relojes de sol en cada franja horaria (comparativa con los Mars Rovers (NASA))
Franjas horarias y su diferencia sobre GTM