Medimos el tiempo con la única cosa que parece no cambiar nunca: el latido interno de un átomo.
Durante casi toda la historia, los seres humanos midieron el tiempo mirando hacia afuera y hacia arriba: el sol cruzando el cielo, las fases de la luna, las estaciones, el giro de la Tierra. El segundo se definía como una fracción del día, y el día era una vuelta del planeta sobre su eje. El problema es que la Tierra resultó ser un reloj mediocre: su rotación no es perfectamente constante, se desacelera de manera irregular por efecto de las mareas y otros factores, varía en milisegundos impredecibles. Para una civilización que empezó a necesitar precisión extrema —en las telecomunicaciones, en la navegación satelital, en la física fundamental—, un segundo basado en el bamboleo de un planeta era simplemente demasiado tosco.
La solución fue dejar de mirar el cielo y empezar a mirar la materia. Desde 1967, el segundo se define a partir de las oscilaciones de un átomo: específicamente, como la duración de un número fijo y enorme de períodos de la radiación correspondiente a cierta transición del átomo de cesio. La idea es elegante. Un átomo, al pasar entre dos niveles de energía, emite o absorbe radiación de una frecuencia exquisitamente precisa y, lo crucial, idéntica para todos los átomos de ese elemento en todo el universo. Esa frecuencia es un latido interno de la materia, mucho más estable que cualquier péndulo, cualquier cristal de cuarzo o cualquier rotación planetaria. Contar esas vibraciones es la forma más confiable de medir el tiempo que la naturaleza nos ofrece.
La precisión que se ha alcanzado por este camino es difícil de imaginar. Los relojes atómicos ópticos más avanzados —como los relojes de red óptica de estroncio desarrollados en laboratorios como el de Jun Ye en JILA— alcanzan una exactitud del orden de una parte en diez a la dieciocho. En términos cotidianos: un reloj así, puesto en marcha en el origen del universo, hace casi catorce mil millones de años, todavía no se habría desviado ni un segundo. Esta precisión no es un capricho de metrólogos; tiene consecuencias prácticas profundas —los sistemas de posicionamiento global dependen de ella— y abre además ventanas a la física fundamental: relojes tan precisos pueden detectar cómo el tiempo transcurre apenas más lento unos centímetros más abajo, por efecto de la gravedad, confirmando la relatividad de Einstein a escala de mesa de laboratorio.
Y ahí está la grieta que el reloj atómico abre sin proponérselo. Tenemos la medida del tiempo más exacta que el universo permite, una precisión que dejaría sin desviarse ni un segundo a un reloj encendido desde el origen del cosmos, y esa precisión no toca en absoluto la experiencia de vivir el tiempo. Una hora de espera y una hora de felicidad duran lo mismo en el reloj de estroncio y duran cosas opuestas en quien las atraviesa. El tiempo medido y el tiempo sentido corren en universos separados que ningún átomo logra acercar. Inventamos la manera de contar los segundos con una exactitud casi divina y seguimos sin saber medir lo que el tiempo nos hace por dentro: cómo pesa, cómo duele, cómo se escapa. Tal vez sea esa la lección que el reloj devuelve sin querer: que se puede contar el tiempo a la perfección y no entender nada de lo que significa gastarlo. El átomo cuenta perfecto. Lo que el tiempo cuesta no lo mide ningún instrumento.
Fuente: Bloom, B. J. et al., «An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10⁻¹⁸ level», Nature, 506, 2014. DOI: https://doi.org/10.1038/nature12941