A medida que un vuelo de Ryanair desde Londres se acercaba a Vilna, Lituania, el 17 de enero, su descenso fue abruptamente abortado. A solo minutos de aterrizar, el sistema de Posicionamiento Global (GPS) esencial de la aeronave sufrió una interferencia inexplicada, desencadenando una desviación de emergencia. El Boeing 737 MAX 8-200 ya había descendido a alrededor de 850 pies (259m) cuando ocurrió la interrupción. En lugar de aterrizar, el avión se vio obligado a subir de nuevo al cielo y desviarse casi 400 km (250 millas) al sur a Varsovia, Polonia. Las autoridades aéreas lituanas confirmaron más tarde que la aeronave había sido afectada por “interferencia de la señal GPS”. Este no fue un incidente aislado. Durante los últimos tres meses de 2024, se registraron más de 800 casos de interferencia de GPS en el espacio aéreo lituano. Estonia y Finlandia también han expresado preocupaciones, acusando a Rusia de desplegar tecnología para bloquear las señales de navegación por satélite cerca del flanco este de la OTAN, aunque el país lo ha negado. En marzo pasado, el entonces Secretario de Defensa, Grant Shapps, estaba en un avión que tuvo su señal GPS bloqueada mientras volaba cerca del territorio ruso. La amenaza del bloqueo de GPS se extiende más allá de la aviación. Sin GPS, nuestras vidas se detendrían: en 2017, un informe gubernamental indicó que el bloqueo sistemático de GPS podría paralizar los sistemas financieros, eléctricos y de comunicaciones del Reino Unido. Imágenes de Getty El reloj atómico del NPL, junto con relojes de alrededor de 80 laboratorios en todo el mundo, ayuda a establecer la Hora de Coordinación Universal (UTC), el estándar de tiempo global oficial para fijar nuestra ubicación exacta, necesitamos saber la hora exacta. El GPS funciona mediante la recepción de señales de múltiples satélites. La duración que tarda en llegar cada señal a un dispositivo se utiliza para determinar exactamente dónde estamos en la Tierra. Relojes atómicos muy grandes se comunican directamente con los satélites, lo que les permite conocer la hora con una precisión de hasta 100 milmillonésimas de segundo, y esta sincronización precisa es clave para una variedad de actividades económicas en todo el mundo, incluidos sistemas de comunicación, redes eléctricas y financieras. El coste potencial de perder el GPS se ha estimado en £1.4m cada día; no es de extrañar que el bloqueo de GPS esté en el registro de riesgos nacionales del gobierno como una de las mayores amenazas del Reino Unido. Teniendo esto en cuenta, se ha pedido a un grupo de científicos británicos, apodados los “Señores del Tiempo”, que encuentren una solución. El plan es simple: desarrollar una alternativa más segura al GPS al permitir el uso portátil de nuevos relojes atómicos, en lugar de depender de señales de satélites en el espacio que pueden ser bloqueadas. Pero su ejecución es extremadamente difícil: aprovechar el poder del átomo, desarrollar un nuevo tipo de reloj e incluso cambiar la forma en que medimos el tiempo mismo: todo en unos pocos años. En los últimos meses, el gobierno del Reino Unido ha establecido iniciativas de investigación para abordar la amenaza del bloqueo de GPS. Pero convertir prototipos en dispositivos robustos que algún día podrían incorporarse en nuestros teléfonos es una tarea enorme, y la necesidad de la nueva tecnología es cada vez más urgente. Una nueva forma de medir el tiempo El desafío puede compararse con la invención de un reloj portátil para la navegación marítima por John Harrison en el siglo XVIII, que resolvió el llamado problema de la longitud, lo que permitió una nueva era de comercio y una edad de oro de la exploración. Trescientos años después, los investigadores están nuevamente compitiendo para perfeccionar un nuevo reloj que pueda resolver el problema del GPS, y el impacto podría ser al menos tan transformador. “La historia muestra que cada vez que tenemos una mejora en la capacidad de medir el tiempo, surgen nuevas aplicaciones para hacer posibles cosas que la gente no soñaba antes”, dice la Dra. Helen Margolis, científica jefe (tiempo y frecuencia) de los laboratorios de sincronización del tiempo del Reino Unido en el Instituto Nacional de Estándares Físicos (NPL) en el suroeste de Londres. En 1967, los medidores de tiempo del mundo, un organismo intergubernamental llamado Conferencia General de Pesas y Medidas, acordaron definir el tiempo utilizando relojes atómicos, en lugar de por la rotación de la Tierra. El cambio transformó nuestro mundo tan radicalmente como el reloj de Harrison, sentando las bases para el GPS y sistemas similares basados en el espacio. Estos proporcionaban una medición precisa del tiempo a partir de relojes atómicos en satélites, lo que permitía llevar a cabo rápidamente y en grandes volúmenes la comunicación, la computación y las transacciones en todas partes del mundo de manera casi instantánea, así como una navegación más precisa. En busca de una nueva alternativa portátil al GPS implica un campo llamado tecnologías cuánticas, buscando formas de manipular átomos. Gran parte del entusiasmo en torno al tema en los últimos años se ha centrado en el desarrollo de potentes computadoras cuánticas que, según la narrativa, harán que nuestras supercomputadoras más rápidas parezcan ábacos en comparación. Pero una revolución más silenciosa para mejorar la navegación y la medición del tiempo ha pasado desapercibida, y es en este campo donde se espera que la tecnología cuántica tenga su impacto más temprano, según el Prof. Douglas Paul del Hub del Reino Unido para la Posición, Navegación y Tiempo Habilitados por Quantum (QEPNT), que fue creado en diciembre pasado por el gobierno para desarrollar estos nuevos dispositivos. “Esperamos ver algún tipo de sistema de navegación en el mercado dentro de dos a cinco años”, dice. “Por lo tanto, algunas de estas tecnologías ya están bastante avanzadas”. Los ‘Señores del Tiempo’ El Prof. Paul y sus científicos cuánticos están trabajando con la Dra. Margolis y sus colegas investigadores en el NPL, a quienes otros horólogos han denominado “Señores del Tiempo”. En 1955, el NPL inventó el primer reloj atómico del tipo que se usa hoy, basado en la frecuencia de radiación de un átomo del elemento cesio. El GPS y otros sistemas de navegación por satélite reinician sus propios relojes al establecer contacto con estos relojes más precisos en tierra. Para la alternativa al GPS, los científicos necesitarán un nuevo tipo de reloj atómico que eventualmente pueda ser miniaturizado y lo suficientemente robusto como para funcionar en situaciones cotidianas, en lugar de las condiciones cuidadosamente controladas dentro de un laboratorio. Los investigadores del NPL están perfeccionando un llamado reloj óptico para lograr esto, que es 100 veces más preciso que los relojes de cesio más precisos utilizados actualmente. Parece que podría formar parte de la TARDIS del Dr. Who y se estimula con luz láser en lugar de microondas. Cuando los relojes ópticos reemplacen a los de cesio como los dispositivos que determinan la Hora de Coordinación Universal (UTC), la definición del paso del tiempo también tendrá que cambiar, según la Dra. Margolis. “La comunidad internacional ha trazado un plan para la redefinición del segundo”, le dice a la BBC News. La esperanza inmediata del NPL es tener un red nacional para 2030, conectando cuatro relojes atómicos en todo el Reino Unido a los que las empresas pueden conectarse para una medición precisa y segura del tiempo y para desarrollar nuevas aplicaciones innovadoras que aprovechen el tiempo ultrarrápido. Eventualmente, los sistemas críticos del Reino Unido en finanzas, telecomunicaciones, energía, servicios públicos y seguridad nacional podrían cambiarse, aunque llevaría más tiempo. “Convertir todo esto está al menos a una década de distancia, y probablemente mucho más tiempo”, dice el Prof. Paul. Sin embargo, las apuestas son altas y la alternativa que ofrece esta nueva tecnología es significativa. “El Departamento de Defensa de los Estados Unidos podría decidir dejar de apoyar al GPS, podría ser eliminado en un conflicto o por un accidente”, dice. “No hay garantía de que el GPS… siempre esté disponible. Con todo el bloqueo y la suplantación [donde un criminal emite una señal falsa con una hora y una ubicación incorrectas], no se puede garantizar siempre tener una señal segura, por lo que si no puede obtener o confiar en la información, entonces la gente dejará de usarla.” Mientras este tipo de investigación se está llevando a cabo en todo el mundo, está siendo liderada por el Reino Unido. Cuando una aeronave con la tecnología a bordo realizó un vuelo de prueba en mayo de 2024, el entonces ministro de Ciencia Andrew Griffith la describió como “una prueba más de que el Reino Unido es uno de los líderes mundiales en tecnología cuántica”. Según el gobierno, fue la primera prueba de este tipo de tecnología en el Reino Unido en un avión en vuelo y “el primer vuelo de este tipo en todo el mundo que se ha reconocido públicamente”. Al transportar un grupo de átomos enfriados a -273C en el avión mismo, en lugar de depender de una señal externa, la tecnología no puede ser interferida por bloqueo. Pero el problema es que el equipo todavía es demasiado grande para ser utilizado rutinariamente en aviones. Henry White, parte del equipo de BAE Systems que trabajó en el vuelo de prueba, le dijo a la BBC News que pensaba que la primera aplicación podría ser a bordo de barcos, “donde hay un poco más de espacio”. Los relojes cuánticos, giroscopios y acelerómetros son grandes, voluminosos e increíblemente costosos, con un reloj cuántico preciso costando alrededor de £100,000. Sin embargo, la investigación militar está permitiendo la creación de sistemas más pequeños, mejores y más baratos. El bloqueo de GPS está causando problemas a los militares británicos en zonas de conflicto como Ucrania. Uno de los principales desafíos que enfrentan los científicos del Laboratorio de Defensa, Ciencia y Tecnología del gobierno (DSTL) es hacer que la tecnología sensible funcione no solo en el mundo real, que en el caso de la Marina a menudo es en mares muy agitados, sino también en los entornos más hostiles: el campo de batalla, según un investigador principal del DSTL, que debe permanecer anónimo por razones de seguridad. “Estamos aprovechando los átomos,” señala. “Tienes vibraciones, cambios de presión, cambios de temperatura y entornos que tienen todas estas variables diferentes en marcha mientras intentas manipular las propiedades de la luz. Así que se necesita precisión”. Relojes atómicos en nuestros bolsillos El objetivo final para algunos de los que trabajan en esta nueva tecnología es que cada uno de nosotros tenga el equivalente de nuestro propio sistema de GPS personal incorporado en nuestros teléfonos. Esto comprendería un reloj óptico miniaturizado y un pequeño giroscopio, para que sepamos en qué dirección vamos, y un dispositivo llamado acelerómetro, que nos dirá qué tan rápido vamos. El QEPNT ha sido creado por el gobierno para reducir los dispositivos a un chip, haciéndolos lo suficientemente robustos para la vida cotidiana y asequibles para todos. Sin embargo, ese proceso no ocurrirá pronto. “Esto está a muchas décadas de distancia de que suceda para toda la infraestructura crítica nacional en todo el Reino Unido”, dice el Prof. Paul. Los investigadores de relojes cuánticos se enfrentan exactamente a los mismos problemas que experimentó John Harrison cuando desarrollaba su reloj marino portátil en el siglo XVIII. El Sr. Harrison tuvo que construir un reloj cuyo control del tiempo no se viera afectado por cambios en la temperatura, la presión o la humedad, y que pudiera funcionar en un barco en constante movimiento: su mayor dificultad era hacerlo pequeño. Pero resultó que su dificultad también era el camino hacia su solución. Cuanto más pequeños eran sus relojes, más robustos los encontraba en el mar. “Harrison descubrió que era más fácil aislarlos de todas esas influencias externas”, dice otro científico del DSTL. “Como fue el caso hace 300 años, a medida que hacemos estos sistemas más pequeños, será más fácil controlar el entorno a su alrededor y aislarlos de los efectos de la vibración, la temperatura, la presión y la humedad”. Científicos prominentes del siglo XVIII, incluido Sir Isaac Newton, pensaron que la navegación con relojes marinos era imposible. Pero eventualmente el Sr. Harrison, un simple relojero y carpintero, demostró que sus colegas más ilustres estaban equivocados. Traer prototipos de relojes ópticos primero al campo de batalla y luego eventualmente a la vida cotidiana es tan desafiante. ¿Podrán los científicos que trabajan en el problema encontrar soluciones lo suficientemente rápido? Un día podríamos tenerlos en nuestros bolsillos, pero el objetivo más urgente es tenerlos en un estado en el que podamos volar de manera segura, ya que los incidentes de bloqueo de GPS en aviones y sistemas informáticos críticos aumentan. Los Señores del Tiempo y los científicos cuánticos esperan continuar el legado del humilde relojero, transformando la medición del tiempo y protegiendo los sistemas críticos del Reino Unido de los ataques al GPS. Crédito de imagen superior: Imágenes de Getty BBC InDepth es el hogar en el sitio web y la aplicación para el mejor análisis, con perspectivas frescas que desafían las suposiciones y una investigación profunda sobre los temas más importantes del día. 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