Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder criaram um relógio atômico utilizando lasers e átomos de estrôncio que é incrivelmente preciso — perdendo apenas um segundo a cada 40 bilhões de anos. Este relógio, aproximadamente duas vezes mais preciso que o recordista anterior, teoricamente conseguiria marcar o tempo com precisão por quase três vezes a idade do universo.
Relógios atômicos extremamente precisos são ferramentas vitais para ajudar os cientistas a fazer descobertas revolucionárias, especialmente na busca por matéria escura, e são essenciais na realização de testes das teorias existentes. Esta inovação no campo da medição do tempo é um grande avanço comparado aos métodos antigos, como os relógios de sol e de água utilizados pelos antigos egípcios na Idade do Bronze.
Como funciona o relógio atômico de estrôncio?
Este extraordinário relógio é obra de Alexander Aeppli, um pesquisador de pós-graduação da Universidade do Colorado Boulder. Aeppli tem refinado um relógio atômico que depende de átomos de estrôncio super-resfriados por lasers a uma fração acima do zero absoluto (−459,67 graus Fahrenheit). O relógio marca o tempo conforme os elétrons destes átomos mudam de estado quântico, um processo que, embora complexo, foi dominado por Aeppli e sua equipe.
Quais desafios enfrentam os criadores de relógios atômicos?
Para alcançar tal precisão, a equipe teve que garantir que os átomos não fossem influenciados por fatores externos. “Queremos garantir que não estamos alterando esta frequência de nenhuma forma,” afirmou Aeppli em um comunicado à imprensa. Ele explicou que condições específicas do ambiente de laboratório poderiam desviar a frequência, comprometendo a precisão da transição atômica.
Após anos de ajustes e correções, a equipe conseguiu criar um relógio com precisão de “oito partes em um décimo de um bilionésimo de bilionésimo,” o que resulta em um segundo a cada 40 bilhões de anos. Este relógio supera em precisão o recordista anterior, também desenvolvido no laboratório de Jun Ye, com quem Aeppli trabalhou em estreita colaboração.
Por que um relógio tão preciso é importante para a ciência atual?
Relógios atômicos como o desenvolvido por Aeppli têm sido fundamentais na busca global por matéria escura. As leis da física estipulam que esses relógios devem “tic-tac” previsivelmente e de forma constante, mas minúsculas variações causadas por fenômenos além da nossa compreensão do Modelo Padrão poderiam ser captadas por esses dispositivos ultrassensíveis.
Esses relógios também são utilizados para medir com precisão certas teorias em escalas extremamente pequenas, incluindo o conceito de dilatação do tempo na Teoria Geral da Relatividade de Einstein. Como Aeppli explica: “Sempre que você faz medições de tempo melhores, isso abre uma infinidade de novas áreas de estudo na física.”
Quais são as aplicações práticas de um relógio atômico tão preciso?
A precisão no tempo não é útil apenas para a física e astronomia. Melhorias na medição do tempo podem revolucionar diversos campos, desde comunicações até navegações de precisão. Em outras palavras, avanços como este nos aproximam de tecnologias futuristas e também nos permitem entender o universo de maneiras que eram impensáveis há alguns anos.
Portanto, as inovações de Aeppli e sua equipe não apenas demonstram uma capacidade impressionante de medição de tempo, mas também abrem portas para novas descobertas científicas. A precisão e a estabilidade destes relógios atômicos mostrarão sua importância em muitos campos da ciência e da tecnologia.
