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Dos equipos independientes de científicos han conseguido poner en marcha los primeros relojes nucleares operativos de la historia. Los dispositivos, basados en una transición nuclear del torio-229, fueron presentados en la revista Nature a principios de octubre de 2026 por un grupo liderado por investigadores de la Universidad Técnica de Viena (TU Wien) y el Instituto Federal de Física Técnica (PTB) en Europa, y por otro equipo de la Universidad Tsinghua de Pekín.
A diferencia de los relojes atómicos ópticos convencionales, que se basan en transiciones de los electrones, estos nuevos relojes utilizan un láser para excitar una transición isomérica de energía excepcionalmente baja —unos 8,4 electronvoltios, equivalente a una longitud de onda de aproximadamente 148 nanómetros en el ultravioleta de vacío— en núcleos de torio-229 incrustados en un cristal de fluoruro de calcio a temperatura ambiente. El núcleo, mucho más pequeño y mejor protegido de campos electromagnéticos externos, calor y vibraciones, actúa como la referencia de frecuencia.
Los prototipos ya demuestran inestabilidades de frecuencia fraccional del orden de 10−12 a 5×10−13 por raíz cuadrada del tiempo de promediado. Eso se traduce en ganar o perder aproximadamente un segundo cada varios millones de años (unos tres millones de años en el caso del reloj europeo y un rendimiento algo superior en el chino). Aunque todavía quedan lejos de los mejores relojes atómicos ópticos —que pierden un segundo en decenas de miles de millones de años—, se trata de los primeros prototipos y se esperan mejoras sustanciales en el futuro.
Un sensor cualitativamente distinto
La transición del torio-229 es especialmente sensible a la fuerza nuclear fuerte y a posibles variaciones de constantes fundamentales, como la constante de estructura fina, las masas de los quarks o la escala de la cromodinámica cuántica. Su baja energía surge de una casi cancelación de contribuciones opuestas de gran magnitud, lo que amplifica posibles efectos de nueva física.
Entre las aplicaciones inmediatas ya demostradas destacan las búsquedas de materia oscura escalar ultraligera y las restricciones a derivas u oscilaciones en la energía de la transición nuclear. Los primeros límites obtenidos son competitivos —e incluso superiores en algunos acoplamientos— con los mejores resultados de los relojes atómicos, y ofrecen una sonda directa de la interacción fuerte a la que estos últimos solo acceden de forma indirecta.
A más largo plazo, estos relojes podrían permitir pruebas más estrictas sobre si las “constantes” varían en el tiempo o el espacio, búsquedas de nuevas fuerzas o partículas, y una sensibilidad mejorada a ciertos candidatos a materia oscura.
Hacia dispositivos más compactos y robustos
El diseño en estado sólido y a temperatura ambiente apunta a relojes de precisión más compactos, robustos y potencialmente portátiles, sin necesidad de las complejas trampas de vacío que requieren los iones o átomos. Entre los posibles usos futuros se encuentran la navegación de alta precisión (incluso en entornos sin GNSS), la sincronización de redes, la geodesia relativista —medir diferencias de altura mediante la dilatación gravitacional del tiempo— y la detección de gradientes o ondas gravitacionales.
No obstante, el suministro de torio-229 es limitado (también es de interés para aplicaciones médicas) y aún quedan desafíos técnicos, como las fuentes de láser, la calidad de los cristales y los sistemáticos residuales. El despliegue práctico, por tanto, se espera en un horizonte de varios años.
El inicio de una nueva generación de sensores
Este avance marca el comienzo de los relojes ópticos basados en núcleos y de los sensores cuánticos nucleares. Convierte décadas de progreso espectroscópico sobre el isómero del torio en un patrón de frecuencia operativo con realimentación activa. Aunque no supera todavía a los relojes atómicos en estabilidad bruta, ofrece un sensor cualitativamente distinto: más sensible a la física nuclear y de la fuerza fuerte, y realizable en un formato sólido compacto.
Su valor inmediato reside sobre todo en las pruebas de física fundamental. A medio y largo plazo, si se logran mejorar la estabilidad en varios órdenes de magnitud y resolver los retos de ingeniería, podría extenderse a aplicaciones prácticas de temporización de alta precisión. Las demostraciones independientes en Europa y China confirman el resultado y aceleran el desarrollo del campo. Se esperan refinamientos en los próximos años que acerquen —e incluso superen— el rendimiento de los mejores relojes atómicos, ampliando al mismo tiempo el alcance de la búsqueda de nueva física.