Attociencia

01/02/2009 4 comentarios
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El tiempo es uno de los conceptos más omnipresentes en nuestras vidas, y a la vez una noción escurridiza e incomprendida. Sabemos de su inexorable flujo pero desconocemos exactamente que es. Para enredar más el asunto, Einstein nos enseñó que se trata de una magnitud inseparable e íntimamente entrelazada con el espacio. Es relativo, se alarga y se contrae, y a pesar de que la mayoría de procesos que gobiernan el mundo a escala microscópica parecen ser reversibles, en el Universo macroscópico que observamos, el tiempo siempre fluye en la misma dirección: Hacia adelante. Como decía Agustín de Hipona en el siglo III, “¿Qué es el tiempo? Si nadie me lo pregunta, lo sé. Si intento explicarlo a alguien, ya no lo sé”.

Sin embargo, irónicamente, el tiempo es una de las magnitudes que los humanos hemos aprendido a medir con una precisión más espectacular. Casi increíble.

Las primeras máquinas de medir el tiempo que usó la Humanidad estaban basadas en los relojes naturales asociados al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol (definiendo años y estaciones) y al movimiento de rotación en torno a su propio eje (definiendo el dia y la noche). Los llamados relojes de Sol, que permiten subdividir la parte iluminada del ciclo diario en porciones, son uno de los primeros avances tecnológicos en este terreno que introdujeron las primeras civilizaciones. Se cree que un gran número de monumentos antiguos se usaban como relojes, además de funciones litúrgicas o ceremoniales.

La necesidad de medir el tiempo con mayor precisión, y también hacerlo durante los periodos de oscuridad solar, aumentó de manera significativa en Occidente durante la Edad Media, debido a la organización de las actividades religiosas en los monasterios, que incluían servicios nocturnos y oraciones en determinados momentos del día y de la noche. Los llamados relojes de arena, aceite o agua, y todo tipo de artilugios parecidos son los precursores de la introducción de un movimiento oscilatorio regular, como el de un péndulo, como estrategia para medir el fluir del tiempo.

La fabricación del primer reloj marino a mediados del siglo XVIII, por el legendario John Harrison, capaz de medir el tiempo con precisión en las condiciones altamente hostiles de las travesías transoceánicas, constituye un hito tecnológico y humano fascinante que ha sido recogido en numerosos libros recientes cuya lectura hay que recomendar a todos los públicos. Los relojes marinos de Harrison fueron capaces de dar la hora durante una travesía de meses en un barco zarandeado por las pavorosas tempestades del Atlántico Norte con un error total acumulado de unos pocos segundos.

Desde entonces todo tipo de relojes mecánicos, eléctricos, electrónicos y recientemente atómicos han aumentado la precisión con la que medimos el tiempo hasta límites que sobrepasan con varios órdenes de magnitud nuestras necesidades cotidianas, pero que son imprescindibles para el funcionamiento sincronizado de infraestructuras de transporte, financieras o de telecomunicaciones. El cada día mas cotidiano GPS, pura magia para muchos, se basa en la existencia sincronizada de relojes de extraordinaria precisión.

Un desafió íntimamente ligado a la medida del tiempo, es la capacidad de observar y de controlar fenómenos mas y mas breves. Los mas breves que haya observado jamás la Humanidad en cada momento de su historia. El record actual se encuentra en poco mas de 100 attosegundos (esto es, 0,00000000000000001 segundos). La brevedad de esta cantidad se puede quizás apreciar notando que la proporción entre 100 attosegundos y un segundo es la misma que entre un segundo y la edad estimada del Universo, desde el Big Bang hasta la actualidad.

Los attosegundos es la escala en la que ocurren los fenómenos en el interior de los átomos (las transiciones electrónicas, las ionizaciones, etc.) que se están empezando a “ver” por primera vez en la historia. Los sistemas que generan pulsos de attosegundos están formados por láseres exquisitamente controlados que emiten ráfagas de luz ultra-extremadamente-breves, que se pueden usar como el flash de una cámara fotográfica con el tiempo de exposición correspondiente.

Estos sistemas están inaugurado una nueva frontera de la ciencia, la attociencia, de la que oiremos a hablar grandes cosas en el futuro cercano. Su exploración abre una puerta a un mundo que la Humanidad jamás ha podido ver con sus propios ojos hasta la fecha.

Postdata para los más jóvenes: No os preocupéis; cuando la barrera de los attosegundos esté superada, la de los zepto-segundos (fenómenos mil veces mas breves) está esperando. La buena noticia es que, a día de hoy, nadie tiene ni idea de cómo llegar a ella.