A unidade fundamental do tempo é o segundo. No entanto, o relógio tradicional, aquele que conhecemos e usamos no dia a dia, não é exatamente preciso. Esse é o objetivo do relógio atômico: uma contagem do tempo tão precisa que é capaz até de mudar a noção de segundo que estamos acostumados.
Relógios atômicos não são uma novidade. O desafio principal é medir o desempenho desses dispositivos na hora de redefinir a definição de segundo. Afinal, como saberemos qual está certo?
Como funciona a medição do segundo e o relógio atômico
Vamos dar um passo atrás e entender dois pontos: o que é um segundo e o que é (e para que serve) o relógio atômico.
A unidade fundamental para a medição do tempo é o segundo. Desde 1967, a definição dessa unidade se baseia na radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos dos átomos de césio 133 no estado fundamental, em repouso na temperatura de 0 Kelvin. Nesse caso, um segundo é 9 192 631 770 períodos da radiação.
Essa é a definição de segundo na teoria. No entanto, os relógios tradicionais não são completamente precisos na passagem do tempo. É aí que entra um relógio atômico. Trata-se de um dispositivo que realiza a contagem de tempo a partir da transição de energia dos elétrons de certos elementos químicos (como o hidrogênio, por exemplo). O resultado é uma medição com precisão absurda.
Há anos, pesquisadores vêm melhorando o conceito e a prática dos relógios atômicos, para torná-los cada vez mais exatos. Para nós, essa medição pode não fazer tanta diferença, mas a precisão é bem-vinda nas áreas de navegação por satélite (como posicionamento do GPS), comunicações de sistemas e infraestrutura de internet (para a sincronização de dados, por exemplo), aplicações em defesa e segurança, e nos campos da física e da química.
O Olhar Digital explicou mais sobre isso aqui.
Relógio atômico supera desafio importante
De acordo com o IFLScience, pesquisadores já provaram que é possível projetar relógios 1.000 vezes mais precisos do que a definição original de segundo.
Agora, o desafio é medir o desempenho desses diferentes dispositivos para entender os resultados. Por enquanto, para que isso seja possível e comecemos a repensar a noção de segundo, ele precisa atingir uma frequência de 5×10 -18. O difícil é chegar lá.
É aí que entra a novidade: uma pesquisa publicada no periódico Physical Review Letters detalhou um relógio atômico com design multi-íon capaz de alcançar essa frequência. Em entrevista ao site, a professora Tanja Mehlstäubler revelou que ela e sua equipe conseguiram chegar ao número 5×10 -18. Para testar o feito, eles mediram a taxa de frequência de um relógio iônico (o nosso relógio clássico) e compararam com o desempenho do relógio atômico.
Em palavras mais simples, o relógio atômico conseguiu atingir a marca necessária para possivelmente redefinir a noção de segundo. Possivelmente por um motivo: a ciência estabelece que mais pessoas precisam chegar ao mesmo resultado. Afinal, ninguém faz grandes descobertas científicas sozinho (ou que não podem ser replicadas).
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Qual o próximo passo?
- O dispositivo de Mehlstäubler foi recordista, mas ela acredita no potencial de mais pessoas chegarem aos mesmos resultados;
- A professora não deixou de destacar o caráter inédito da pesquisa, que pode ajudar a reduzir a incerteza em relação à precisão de qualquer relógio atômico;
- Ela defende que é possível aumentar ainda mais a precisão da medição. Por enquanto, só há um desafio: chegar lá.
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