Graças a novos avanços na física, os relógios nucleares estão cada vez mais próximos da realidade.

Relógios nucleares são mais precisos do que relógios atômicos.

Os relógios nucleares são considerados muito superiores aos relógios atômicos, que determinam a duração de um segundo através de saltos de energia nos elétrons de um átomo e são atualmente o auge da medição do tempo.

No entanto, pesquisadores desenvolveram recentemente uma técnica que pode melhorar essa precisão, desencadeando e medindo oscilações em um alvo ainda mais difícil: o núcleo de um átomo (o núcleo é o centro de um átomo).

Como funcionam os relógios nucleares: Os cientistas medem a frequência dos pulsos de energia que afetam o núcleo de um átomo contando os comprimentos de onda em um sinal ultravioleta. Esses comprimentos de onda podem causar transições nucleares que oscilam em frequências mais altas, permitindo medições de tempo mais precisas. (Imagem: Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia)

Para o relógio nuclear, os cientistas usaram luz ultravioleta para excitar os núcleos de um átomo de tório-229 dentro de um cristal sólido. Em seguida, mediram a frequência dos pulsos de energia que afetavam os núcleos — o equivalente a um pêndulo em um relógio convencional — e contaram os comprimentos de onda da luz ultravioleta usando um instrumento chamado pente de frequência óptica.

A criação de saltos de energia dentro do núcleo requer um sinal de frequência muito mais alta do que o usado em relógios atômicos. Com mais ciclos de onda por segundo, espera-se que esse método forneça medições de tempo mais precisas.

Embora os relógios nucleares ainda estejam em desenvolvimento, já se sabe que eles podem transformar não apenas a medição do tempo, mas também a pesquisa em física, e até mesmo influenciar a forma como os cientistas estudam a estrutura do universo.

Este protótipo já é tão preciso quanto um relógio atômico, e espera-se que as versões futuras sejam ainda mais precisas e estáveis, de acordo com uma pesquisa publicada em 4 de setembro na revista Nature.

"Podemos aprimorar alguns fatores para melhorar a precisão", disse o autor principal, Chuankun Zhang, estudante de pós-graduação no JILA — um centro de pesquisa financiado pela Universidade do Colorado em Boulder e pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.

A revolução da física?

Como é sabido, os relógios atômicos são muito mais precisos do que os relógios convencionais. Há décadas, os relógios atômicos são utilizados na tecnologia GPS para exploração espacial e para o rastreamento do tempo internacional.

Além disso, a precisão e a estabilidade dos relógios atômicos forneceram aos cientistas ferramentas cruciais para o estudo de terremotos, campos gravitacionais e espaço-tempo.

Para fazer o relógio nuclear funcionar, os cientistas usaram luz ultravioleta para excitar os núcleos dos átomos de tório-229. Foto: JILA

No entanto, os relógios atômicos também são suscetíveis à dessincronização. O autor Zhang afirma que a interferência eletromagnética pode perturbar os elétrons excitados e afetar a precisão da medição do tempo.

Essas áreas provavelmente receberão um "impulsionamento significativo", disse a Dra. Olga Kocharovskaya, professora emérita de física da Universidade Texas A&M, que não participou do estudo.

Ela acrescentou que os relógios nucleares não são apenas mais precisos, mas também mais simples e portáteis, porque, ao contrário dos relógios atômicos, não exigem condições de alto vácuo, resfriamento extremo ou blindagem contra interferências magnéticas e elétricas.

Segundo os cientistas, embora muitos fatores ainda precisem ser atendidos antes que os relógios nucleares superem ou substituam o desempenho dos relógios atômicos, essas descobertas demonstram que esse momento não está longe.

Ha Trang (de acordo com a CNN)

Fonte: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html