Físicos han verificado una predicción clave de la Teoría especial de la relatividad de Albert Einstein con una precisión sin precedentes. Los experimentos en un acelerador de partículas en Alemania confirman que el tiempo se mueve más lento para un reloj en movimiento que para uno estático.

El trabajo es la prueba más rigurosa adquirida hasta ahora del efecto de "dilatación del tiempo" que Einstein predijo. Una de las consecuencias de este efecto es que una persona que viaja en un cohete de alta velocidad envejecería más lentamente que las personas que se quedarían en la Tierra.

Pocos científicos dudan de que Einstein tenía razón. Pero las matemáticas que describen el efecto de dilatación del tiempo son "fundamentales para todas las teorías físicas", dice Thomas Udem, un físico del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, quien no participó en la investigación. "Es de suma importancia verificar este efecto con la mayor precisión posible", dijo.

El artículo que describe el experimento fue publicado el 16 de septiembre en la revista Physical Review Letters. El trabajo es la culminación de 15 años de labor de un grupo internacional de colaboradores que incluye al premio Nobel Theodor Hänsch, director del Instituto Max Planck de óptica.

Para probar el efecto de dilatación del tiempo se necesita comparar dos relojes ­–uno que esté estático y otro que se mueva–. Para hacer esto, los investigadores utilizaron el anillo experimental de almacenamiento, donde se almacenan y se estudian las partículas de alta velocidad, en el Centro Helmholtz GSI para la investigación de iones pesados, ​​en Darmstadt, Alemania.

Los científicos crearon el reloj en movimiento  acelerando iones de litio a un tercio de la velocidad de la luz. Luego, midieron una serie de transiciones dentro del litio mientras los electrones saltaban entre los diferentes niveles de energía. La frecuencia de las transiciones fue el equivalente al "tic-tac" del reloj.  El reloj estático en el experimento se constituyó de iones de litio que no se movían, en ellos, los científicos también midieron la frecuencia de las transiciones de los electrones.

Los investigadores lograron medir el efecto de dilatación del tiempo con la mayor precisión obtenida hasta ahora, incluyendo un estudio publicado en el 2007 por el mismo grupo de científicos. "Es casi cinco veces mejor que nuestro resultado anterior, y de 50 a 100 veces mejor que cualquier otro método utilizado por otras personas para medir la dilatación del tiempo", dice el coautor  del estudio Gerald Gwinner, un físico de la Universidad de Manitoba en Winnipeg, Canadá.

Entender la dilatación del tiempo tiene implicaciones prácticas,  señala Gwinner. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es, en esencia, relojes en órbita, y el software del GPS tiene que tomar en cuenta diminutos desplazamientos de tiempo a la hora de realizar el análisis de la información de navegación. La Agencia Espacial Europea planea probar la dilatación del tiempo en el espacio cuando lance  hacia la Estación Espacial Internacional su 'Conjunto de Relojes Atómicos en el Espacio', un experimento programado para el 2016.

La  gran velocidad  a la que los iones  se mueven significa que los experimentos con aceleradores pueden probar la dilatación del tiempo con mayor precisión que los experimentos en órbita de la Tierra, dice Matthew Mewes, físico de la Universidad Politécnica del Estado de California en San Luis Obispo, quien no forma parte del equipo investigador. "Es importante mirar donde podamos y empujar hacia adelante  la tecnología siempre que sea posible", dice.

No obstante,  el equipo de investigación está desmantelando su larga colaboración, ya que no existe un acelerador donde se puedan realizar pruebas más potentes. "Han sido muchas horas en sótanos, en las salas blindadas con equipos ruidosos, y al final lo que se obtiene es un número," dice Gwinner. "Hemos estado intercambiando un montón de e-mails nostálgicos entre todos en el equipo."

Este artículo se reproduce con permiso y fue publicado por primera vez el 19 de septiembre de 2014.