El cesio

Cesium

El cesio en la ampolla que se muestra en la imagen, se derrite si lo tienes en la mano durante un minuto, convirtiendose en un líquido dorado. Si la botella se rompiera en la mano de una persona, el fuego resultante sería sumamente desagradable.

El cesio se considera como el más reactivo de todos los metales alcalinos y, técnicamente lo es. Cuando dejas caer un trozo en un cuenco con agua explota al instante, enviando agua en todas direcciones, pero eso no significa que la explosión sea la más fuerte de las que producen los metales alcalinos. El sodio (11) tarda más en explotar cuando se arroja al agua, pero mientras esperas se acumula una nube de hidrógeno (1), y cuando todo ese hidrógeno se enciende, la explosión es mucho mayor que cualquiera que pueda provocar el cesio.

Lo más importante del cesio no son sus explosiones, sino el tiempo. La definición actual de un segundo es la siguiente: “El segundo es la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles hiperfinos del átomo 133 de cesio en estado natural”. Para hacer realidad este estándar en la práctica, tienes que dirigir el rayo  de una señal de esa frecuencia aproximada a través de un conjunto de átomos de cesio y ver cuánto de la señal absorben mientras ajustas poco a poco la frecuencia alrededor del valor objetivo. Cuando se absorbe la cantidad máxima, que indica que tu señal está justo en el nivel de energía de transición, la frecuencia de tu señal por definición será exactamente 9, 19263177000000 … gigahercios. Esto si tus átomos de cesio están en perfecto aislamiento y no hay nada que influya en ellos, como electricidad, magnetismo o campos gravitacionales.

El Tiempo Atómico Internacional, que es la base del más utilizado Tiempo Universal Coordinado, se obtiene gracias a la sincronización de relojes atómicos de cesio repartidos por todo el mundo. Los más preciosos son relojes de fuente de cesio en los que los rayos láser lanzan grupos de unos pocos millones de átomos de cesio a una cámara de vacío y los miden mientras caen en caída libre, casi completamente libres de influencias externas. Si el reloj de fuente de cesio NIST-F1 de Boulder, Colorado, hubiera sido construido por dinosaurios hace 70 millones de años, ahora tendría un error de menos de un segundo.

Ejemplos de situaciones en las que aparece presente el cesio:

  • Una pieza de metal de magnesio sólido flota en una solución de formiato de cesio concentrada, usada en las perforaciones petroleras para retirar piedras:

Cesium Cesium formate brine

  • Formiato de cesio en polvo usado para taladrar pozos petroletos:

Cesium Cesium formate powder

  • Desgasificador de cesio. Cuando se activa mediante calor, acaba hasta con el último rastro de oxígeno y agua en una cámara de vacío:

Cesium Cesium vapor source detail

  • Formiato de cesio en polvo usado para taladrar pozos petroleros:

Cesium Cesium atomic clock on a chip

  • Cámara de vacío en la base del reloj de fuente de cesio del Laboratorio Nacional de Física de Inglaterra:

Cesium Cesium clock F1

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