El cesio es el elemento número 55 en la tabla periódica de elementos. El cesio es el estándar para los relojes atómicos, y en realidad proporciona la definición para el segundo. Algunas de sus propiedades se enumeran a continuación:
| peso Atómico | 132.90545196 |
| Densidad (a 20°C) | 1.9 g/cm3 |
| punto de Ebullición | 944 K |
| Punto de fusión | 301.59 K |
Cesio definiendo nuestra unidad de tiempo
Nuestra unidad de tiempo más común, la segunda, se definió originalmente en función de la rotación de la Tierra; la Tierra gira alrededor de su eje una vez al día, con la segunda definida como 1/86,400 de un día (solar medio). Aparte del hecho de que hay diferentes definiciones de lo que es un «día», usar la rotación de la Tierra como una definición para el tiempo no es práctico debido a irregularidades en la frecuencia de su rotación.
Hoy en día, el Cesio-133 se utiliza como definición para el segundo debido a la frecuencia confiable de microondas que emite. La definición es:
La segunda es la duración de 9.192.631.770 períodos de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
En términos más simples, la energía radiante, o luz, en forma de microondas, se emite a una frecuencia muy precisa de esta transición atómica en particular. Al observar exactamente 9.192.631.770 períodos (o ciclos) de esta onda electromagnética, se dice que pasó un segundo.
Tenga en cuenta que esta frecuencia ocurre cuando el átomo de Cesio-133 está aislado a temperatura cero absoluta; en realidad, las correcciones para esto son necesarias. Aún así, los relojes atómicos que usan cesio mantienen el tiempo con una precisión de 2 a 3 partes en 1014: esto significa que solo puede perder un segundo una vez cada 1,4 millones de años.
Para obtener más información sobre la ciencia de los relojes de cesio, visite Hiperfísica.
Aplicaciones
Hay muchos usos prácticos inmediatos para relojes extremadamente precisos. Quizás el más importante es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de la Tierra, que requiere relojes atómicos para proporcionar mediciones precisas de la distancia. También proporcionan una referencia de tiempo confiable en aplicaciones de investigación científica, como la medición de variaciones en las frecuencias de los púlsares. Los relojes de cesio también han proporcionado la precisión necesaria para probar la Relatividad General, ya que un reloj atómico que funciona muy por encima de la superficie de la Tierra en un satélite marcará más rápido que uno que opera en el suelo.
Video
El video a continuación es del proyecto de videos periódicos de la Universidad de Nottingham. Han creado un conjunto completo de videos cortos sobre cada elemento de la tabla periódica de elementos.
- Hecho internamente por un miembro del equipo de Educación Energética, con información de su Elemental (Jefferson Lab), Disponible: https://education.jlab.org/itselemental/ele055.html
- Jefferson Lab , El Elemento Cesio, Disponible: https://education.jlab.org/itselemental/ele055.html
- 3.0 3.1 3.2 Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). «Unidad de tiempo (segundo)», Folleto del SI, Sec. 2. 1.1. 3 , Disponible: https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure/second.html
- Observatorio Naval de los Estados Unidos. «Átomos de Cesio en el trabajo», Departamento de Servicio de Tiempo, Disponible: http://tycho.usno.navy.mil/cesium.html
- Hiperfísica. «Relojes Atómicos», Disponibles: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/acloc.html
- Vea más videos de la Universidad de Nottingham sobre diferentes elementos aquí: http://www.periodicvideos.com/