Nanotecnologia

Relógio mais preciso do mundo é feito com um único átomo de mercúrio
O sistema criogênico a vácuo é mantido no interior de um campo magnético. Tudo dentro do cilindro metálico que aparece na foto. [Imagem: NIST]

Relógio atômico

Se, ao ouvir falar em relógios de alta precisão, você ainda pensa em maravilhas mecânicas suíças, ou mesmo em modernidades eletrônicas japonesas, é melhor rever seus conceitos. De quebra, aproveite para levar sua idéia de miniaturização ao extremo.

Cientistas do laboratório NIST, Estados Unidos, criaram o relógio mais preciso do mundo, feito de... um único átomo de mercúrio. Um íon de mercúrio, para ser mais exato, que é um átomo eletricamente carregado.

Os tique-taques do relógio atômico são produzidos por oscilações ópticas geradas quando um raio laser atinge o solitário átomo de mercúrio, criogenicamente mantido próximo ao zero absoluto.

O sistema criogênico a vácuo é mantido no interior de um campo magnético. Tudo dentro do cilindro metálico que aparece na foto. O aparato deixa o íon de mercúrio praticamente inerte. Seus únicos movimentos são então gerados pelo raio laser.

Relógio mais preciso do mundo

O relógio de um único átomo de mercúrio é cerca de cinco vezes mais preciso do que o mais preciso relógio até hoje construído, um relógio atômico que funciona a partir de uma "fonte" de átomos de césio. Isso significa que o novo relógio irá demorar 400 milhões de anos para atrasar ou adiantar um único segundo.

O mais preciso relógio atômico hoje existente vai atrasar ou adiantar um segundo em "apenas" 70 milhões de anos.

Construir relógios tão precisos não é apenas capricho de cientista. Padrões de tempo ultra-precisos são essenciais para o estudo das constantes fundamentais da física - avaliando se elas variam com o tempo - com implicações sobre o entendimento das origens e dos destinos do nosso universo.

Padrões de frequência

Com tamanha precisão, não faz muito sentido falar em segundos: embora também sirvam como referencial de tempo, os cientistas se referem a essas medições como padrões de freqüência.

Esses padrões são importantes também em questões menos teóricas, como a geração de campos magnéticos e gravitacionais para aplicações médicas, sistemas de telecomunicações e sistemas de posicionamento global.

Mas ainda levará um tempo até que o relógio óptico de mercúrio substitua os tradicionais relógios atômicos de microondas, que vêm servindo como referencial de tempo há mais de 50 anos.

Antes disso, cientistas do mundo todo terão que repetir o experimento e fazer suas próprias medições. Só então poderá haver um consenso que leve à aceitação generalizada do novo relógio.

Bibliografia:

Single-Atom Optical Clock with High Accuracy
W.H. Oskay, S.A. Diddams, E.A. Donley, T.M. Fortier, T.P. Heavner, L. Hollberg, W.M. Itano, S.R. Jefferts, M.J. Jensen, K. Kim, F. Levi, T.E. Parker, J.C. Bergquist
Physical Review Letters
2006 July 14
Vol.: 97, 020801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.020801




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