Investigadores han estudiado el efecto de los isótopos en el ensanchamiento y desplazamiento de las transiciones de reloj atómico del mercurio (Hg) debido a colisiones con átomos de rubidio (Rb) ultrafríos. Este trabajo es crucial para mejorar la precisión de los relojes atómicos de Hg, que son candidatos prometedores para relojes ópticos de próxima generación. Los relojes ópticos actuales superan la precisión de los relojes de microondas y son fundamentales para la redefinición del segundo, así como para aplicaciones en navegación, metrología fundamental y búsqueda de nueva física.

El estudio se centró en la transición de reloj 6s² ¹S₀ – 6s6p ³P₀ del Hg, utilizando diferentes isótopos de mercurio (¹⁹⁸Hg, ¹⁹⁹Hg, ²⁰⁰Hg, ²⁰¹Hg, ²⁰²Hg y ²⁰⁴Hg) en presencia de un gas de Rb ultrafrío. Se observó que las interacciones colisionales entre Hg y Rb provocan un ensanchamiento y un desplazamiento de la frecuencia de la transición. Estos efectos dependen de la masa y la estructura nuclear de los isótopos de Hg, lo que se conoce como efecto isotópico. La comprensión detallada de estas interacciones es vital para mitigar sus contribuciones al error en los relojes atómicos.

Los resultados muestran que el efecto isotópico es significativo, con variaciones en los coeficientes de ensanchamiento y desplazamiento para los distintos isótopos de Hg. Estos datos proporcionan una base experimental para validar modelos teóricos de interacciones interatómicas a bajas temperaturas y son directamente aplicables al diseño y la optimización de futuros relojes ópticos basados en mercurio. La capacidad de predecir y controlar estos efectos colisionales es un paso adelante hacia la construcción de relojes atómicos con una estabilidad y precisión aún mayores, abriendo la puerta a nuevas pruebas de la física fundamental y a tecnologías avanzadas.