Who decides how long a second is? - John Kitching

Traductor: karla pérez Revisor: Sebastian Betti

In 1967, researchers from around the world

En 1967, investigadores de todo el mundo

gathered to answer a long-running scientific question—

se reunieron para responder una pregunta científica de larga data:

just how long is a second?

¿Cuánto tiempo es un segundo?

It might seem obvious at first.

Podría parecer obvio.

A second is the tick of a clock,

Un segundo es el tictac del reloj,

the swing of a pendulum, the time it takes to count to one.

la oscilación de un péndulo, el tiempo que nos toma contar hasta uno.

But how precise are those measurements?

Pero ¿qué tan precisas son estas mediciones?

What is that length based on?

¿En qué se basa la duración?

And how can we scientifically define this fundamental unit of time?

Y ¿cómo podemos definir científicamente esta importante unidad de medida?

For most of human history, ancient civilizations

Durante la historia de la humanidad, las civilizaciones antiguas

measured time with unique calendars

midieron el tiempo con singulares calendarios

that tracked the steady march of the night sky.

que monitoreaban el avance de la noche.

In fact, the second as we know it wasn’t introduced until the late 1500’s,

De hecho, el segundo no fue implementado hasta finales del s. XVI,

when the Gregorian calendar began to spread across the globe

cuando se propaga el calendario gregoriano a lo largo del mundo

alongside British colonialism.

junto con el colonialismo británico.

The Gregorian calendar defined a day as a single revolution of the Earth

El calendario gregoriano definía un día como una revolución de la Tierra

about its axis.

sobre su eje.

Each day could be divided into 24 hours, each hour into 60 minutes,

Cada día podía ser dividido en 24 horas, cada hora en 60 minutos,

and each minute into 60 seconds.

y cada minuto en 60 segundos.

However, when it was first defined,

Sin embargo, cuando de definió por primera vez

the second was more of a mathematical idea than a useful unit of time.

el segundo, más que una unidad de tiempo útil, era una idea matemática.

Measuring days and hours was sufficient for most tasks in pastoral communities.

Calcular días y horas era suficiente para las actividades de comunidades pastoriles.

It wasn’t until society became interconnected

No fue hasta que la sociedad se interconectó

through fast-moving railways that cities needed to agree on exact timekeeping.

con rápidos ferrocarriles que las ciudades necesitaron acordar en la hora exacta.

By the 1950’s, numerous global systems required every second

Para 1950, numerosos sistemas globales requirieron que cada segundo

to be perfectly accounted for, with as much precision as possible.

fuera contabilizado con la mayor precisión posible.

And what could be more precise than the atomic scale?

Y ¿qué podría ser más preciso que la escala atómica?

As early as 1955, researchers began to develop atomic clocks,

Ya en 1995, investigadores comenzaron a desarrollar relojes atómicos,

which relied on the unchanging laws of physics

los cuales dependían de las inmutables leyes de la física

to establish a new foundation for timekeeping.

para establecer una nueva base para el cronometraje.

An atom consists of negatively charged electrons

Un átomo consta de electrones cargados negativamente

orbiting a positively charged nucleus at a consistent frequency.

orbitando un núcleo cargado positivamente a una frecuencia constante.

The laws of quantum mechanics keep these electrons in place,

Las leyes de la mecánica cuántica mantienen a los electrones en su lugar,

but if you expose an atom to an electromagnetic field

pero si expones un átomo a un campo electromagnético

such as light or radio waves,

como la luz o las ondas de radio,

you can slightly disturb an electron’s orientation.

puedes alterar levemente la orientación de un electrón.

And if you briefly tweak an electron at just the right frequency,

Y si ajustas brevemente un electrón a la frecuencia correcta,

you can create a vibration that resembles a ticking pendulum.

puedes crear una vibración similar al tictac de un péndulo.

Unlike regular pendulums that quickly lose energy, electrons can tick for centuries.

Mientras los péndulos pierden energía, los electrones se mueven por siglos.

To maintain consistency and make ticks easier to measure,

Para mantener la consistencia y medir con más facilidad los tictac,

researchers vaporize the atoms,

los investigadores vaporizan los átomos,

converting them to a less interactive and volatile state.

y los dejan en un estado menos interactivo y volátil.

But this process doesn’t slow down the atom’s remarkably fast ticking.

Pero este proceso no ralentiza el rápido movimiento del átomo.

Some atoms can oscillate over nine billion times per second,

Algunos átomos pueden oscilar más de 9000 millones de veces por segundo,

giving atomic clocks an unparalleled resolution for measuring time.

entregando a los relojes atómicos una resolución inédita para medir el tiempo.

And since every atom of a given elemental isotope is identical,

Y ya que cada átomo de un determinado isótopo elemental es idéntico,

two researchers using the same element and the same electromagnetic wave

dos investigadores utilizando el mismo elemento y la misma onda electromagnética

should produce perfectly consistent clocks.

deberían producir relojes perfectamente consistentes.

But before timekeeping could go fully atomic,

Pero antes de que el cronometraje pudiera ser completamente atómico,

countries had to decide which atom would work best.

los países debían decidir que átomo funcionaría mejor.

This was the discussion in 1967,

Esto se discutía en 1967,

at the Thirteenth General Conference of the International Committee

durante la Decimotercera Conferencia General del Comité Internacional

for Weights and Measures.

de Pesos y Medidas.

There are 118 elements on the periodic table,

Hay 118 elementos en la tabla periódica,

each with their own unique properties.

cada uno con propiedades únicas.

For this task, the researchers were looking for several things.

Para esta tarea, los investigadores buscaban varias cosas.

The element needed to have long-lived

El elemento debía tener una oscilación de electrones

and high frequency electron oscillation for precise, long-term timekeeping.

de alta frecuencia y larga duración para un cronometraje preciso y duradero.

To easily track this oscillation,

Para monitorear fácilmente esta oscilación,

it also needed to have a reliably measurable quantum spin—

también debía tener un espín cuántico medible,

meaning the orientation of the axis about which the electron rotates—

es decir, la orientación del eje sobre el cual gira el electrón,

as well as a simple energy level structure—

como también una estructura de niveles de energía simple;

meaning the active electrons are few and their state is simple to identify.

es decir, los electrones activos son pocos y su estado fácil de identificar.

Finally, it needed to be easy to vaporize.

Finalmente, necesitaba ser fácil de vaporizar.

The winning atom? Cesium-133.

¿El átomo ganador? Cesio-133.

Cesium was already a popular element for atomic clock research,

El cesio ya era un elemento popular para la investigación de relojes atómicos,

and by 1968, some cesium clocks were even commercially available.

y para 1968, algunos relojes de cesio ya se encontraban disponibles en el comercio.

All that was left was to determine how many ticks of a cesium atom

Solo faltaba era determinar cuántos tictac de un átomo de cesio

were in a second.

hay en un segundo.

The conference used the most precise astronomical measurement

La conferencia utilizó la medida astronómica más precisa

of a second available at the time—

disponible en ese momento para un segundo

beginning with the number of days in a year and dividing down.

comenzando con el número de días en un año y dividiéndolo.

When compared to the atom’s ticking rate,

Comparado con el tictac de un átomo,

the results formally defined one second

los resultados definieron formalmente un segundo

as exactly 9,192,631,770 ticks of a cesium-133 atom.

como exactamente 9 mil millones 192 millones

631 mil 770 tictacs

de un átomo de cesio-133. [9 192 631 770]

Today, atomic clocks are used all over the Earth— and beyond it.

Hoy, se usan relojes atómicos en todo el mundo... y más allá.

From radio signal transmitters to satellites

Desde transmisores de señales de radio hasta satélites

for global positioning systems,

para sistemas de posicionamiento global,

these devices have been synchronized

estos dispositivos han sido sincronizados

to help us maintain a globally consistent time—

para ayudarnos a mantener un tiempo consistente globalmente,

with precision that’s second to none.

con una precisión incomparable.