Relógios nucleares se aproximam da realidade graças a novos avanços na física

Os relógios nucleares são mais precisos que os relógios atômicos.

O relógio nuclear é considerado muito mais capaz do que o relógio atômico, que determina a duração de um segundo por meio de saltos de energia nos elétrons dos átomos e é atualmente o ápice da cronometragem.

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

Como funciona um relógio nuclear: Cientistas medem a frequência dos pulsos de energia que afetam o núcleo de um átomo contando os comprimentos de onda no sinal UV. Os comprimentos de onda podem fazer com que as transições nucleares oscilem em frequências mais altas, permitindo uma cronometragem mais precisa. 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 em um cristal sólido. Em seguida, mediram a frequência dos pulsos de energia que atingiam o núcleo — o equivalente a um pêndulo em um relógio convencional — e contaram os comprimentos de onda da luz UV usando uma ferramenta chamada pente de frequência óptica.

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

Embora o relógio nuclear ainda esteja em andamento, eles percebem que ele pode transformar não apenas a cronometragem, mas também a pesquisa em física, influenciando até mesmo a maneira como os cientistas estudam a estrutura do universo.

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

“Existem alguns fatores que podemos aproveitar para melhorar a precisão”, disse o autor principal Chuankun Zhang, um 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.

Revolução física?

Como é sabido, a precisão dos relógios atômicos é muito maior do que a dos relógios convencionais. Há décadas, relógios atômicos têm sido usados ​​na tecnologia GPS para exploração espacial e cronometragem internacional.

Além disso, a precisão e a estabilidade dos relógios atômicos forneceram aos cientistas ferramentas importantes para estudar 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, relógios atômicos também são suscetíveis à dessincronização. A interferência eletromagnética pode interromper elétrons excitados e afetar a precisão da cronometragem, diz Zhang.

É provável que esses campos sejam “estimulados”, disse a Dra. Olga Kocharovskaya, professora emérita de física na Texas A&M University, que não estava envolvida na pesquisa.

Os relógios nucleares não são apenas mais precisos, mas também mais simples e portáteis, ela acrescentou, porque, diferentemente dos relógios atômicos, eles não exigem condições de alto vácuo, resfriamento extremo ou proteção contra interrupções magnéticas e elétricas.

Segundo os cientistas, embora ainda haja muitos fatores que precisam ser alcançados antes que os relógios nucleares superem o desempenho dos relógios atômicos ou os substituam, essas descobertas demonstram que esse tempo 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