Los mejores relojes del mundo ocupan una mesa de laboratorio entera. Un nuevo chip podría ayudar a meter una de sus piezas clave en algo más pequeño que una uña. Investigadores de la Universidad de Auckland, el Joint Quantum Institute (JQI), el NIST estadounidense y otros socios han construido un peine de frecuencias óptico del tamaño de un chip que funciona de una forma nueva, publicado en Nature y explicado por la Universidad de Auckland y por el JQI en Phys.org.
Por qué importa: los peines de frecuencias son lo que permite a los relojes atómicos ópticos dar la hora. Peines pequeños y fabricados en serie podrían traer algún día relojes atómicos portátiles para orientarse sin GPS, mejores radares y lidar, y sensores más precisos fuera del laboratorio.
Primero, ¿qué es un peine de frecuencias?
Imagina una regla hecha de luz. Un peine de frecuencias es una fuente láser que produce millones de colores precisos y perfectamente espaciados, como las marcas de una regla, explica Auckland. Los relojes atómicos ópticos hacen «tic» cientos de billones de veces por segundo, demasiado rápido para que la electrónica lo cuente. El peine funciona como una caja de cambios que convierte esos tics en una señal que la electrónica sí puede manejar. Sus inventores, John Hall y Theodor Hänsch, compartieron el Nobel de Física de 2005.
Para servir de regla, el peine tiene que abarcar una octava: de un color a otro con exactamente el doble de frecuencia. Así el peine puede compararse consigo mismo, y así se mantiene exacto.
El truco nuevo: dos láseres y el peine rellena el hueco
Los peines en chip anteriores partían de un solo láser y se abrían hacia fuera, así que sus colores de los extremos salían débiles y ruidosos, y llegar a una octava completa exigía equipos voluminosos. El nuevo diseño le da la vuelta. Dos láseres separados una octava iluminan un minúsculo anillo de nitruro de silicio, y el peine crece en el espacio entre ellos, desde el infrarrojo de las telecomunicaciones hasta la luz visible, según el artículo del equipo y el informe del JQI.
Lo ingenioso es que el peine se alinea solo con los dos láseres, que pasan a ser su primer y su último diente. El equipo lo llama SParCS, un solitón de cavidad autoalineado con bombeo paramétrico (un solitón es un pulso de luz que conserva su forma mientras da vueltas al anillo). La idea la predijo en 2023 un equipo dirigido por Miro Erkintalo en Auckland y se demostró en el laboratorio en 2024 con el NIST y la Universidad de Maryland.
Un chip, tres trabajos
Con solo cambiar las señales a las que se engancha, el mismo chip hizo tres tareas clásicas de un peine, según Auckland y el artículo:
- Generar frecuencias ópticas precisas, una pieza básica de la medición ultraprecisa.
- Producir señales de ondas milimétricas con muy poco ruido, útiles para radar y comunicaciones.
- Leer un reloj atómico, donde coincidió con un peine de laboratorio de tamaño completo dentro de los límites que el equipo pudo medir, según el JQI y Earth.com.
Igual de importante para el futuro: los anillos se fabricaron en una fundición comercial, y el peine autoalineado apareció en varios dispositivos, no en un único chip afortunado, dice el artículo. Es el primer paso hacia la producción en serie. El autor principal, Grégory Moille, explicó al JQI que por fin ven un camino viable para llevar estos peines a relojes atómicos que se puedan usar fuera del laboratorio.
Las advertencias, con honestidad
Sigue siendo una demostración de laboratorio. Los dos láseres y el equipo que los mantiene estables están fuera del chip, y el equipo reconoce que aún debe medir con más precisión el ruido más rápido de sus señales de microondas, como señalan Earth.com y el JQI. Los investigadores han presentado una solicitud provisional de patente sobre partes del diseño.
Qué viene ahora
El equipo quiere ensanchar todavía más el peine y, a la larga, alimentar los dos extremos con un único láser, lo que haría todo el sistema más sencillo y pequeño. Si lo consiguen, el largo camino desde la mesa del laboratorio hasta un reloj que puedas llevar en un vehículo, un dron o un instrumento de campo se acorta mucho.
Sigue leyendo
- Primeros relojes nucleares: el torio ya marca la hora por sí solo
- NTT cambia los cables eléctricos por luz en los centros de datos
- Rapidus y los chips de 2 nm: la gran apuesta de Japón
Fuentes
- Self-aligned optical microcomb emerging between octave-separated lasers – G. Moille et al., Nature, 2026
- Self-aligned optical microcomb emerging between octave separated lasers (preprint) – arXiv, febrero de 2026
- University’s research advances ultra-precision laser tech – Universidad de Auckland, 8 de octubre de 2026
- New chip-based frequency combs demonstrate potential for portable atomic clocks – Joint Quantum Institute en Phys.org, 6 de octubre de 2026
- Breakthrough in chip technology could transform atomic clocks – Earth.com, 18 de octubre de 2026
