O relógio mais preciso do mundo faz história com um segundo que mudará a ciência
O relógio mais preciso do mundo faz história em um segundo, mudando a ciência graças à nova geração revolucionária de relógios ópticos. Isso vai redefinir a maneira como medimos o tempo no futuro.
Medir o tempo é muito importante, talvez muito mais do que você imagina. Não se trata de acertar seu relógio pessoal para evitar se atrasar para uma reunião de trabalho ou de família, para um compromisso qualquer ou para eu recital favorito porque você perdeu o ônibus. É algo realmente crucial para toda a humanidade.
Ter o segundo o mais preciso possível é extremamente valioso, por exemplo, para lançamentos de foguetes e naves espaciais, onde a precisão absoluta é um requisito fundamental, mas não é importante apenas para coisas que parecem distantes das pessoas comuns.
À medida que temos cada vez mais dispositivos tecnológicos interconectados (graças à Internet), torna-se mais importante que todos esses dispositivos inteligentes funcionem em uma linguagem de tempo comum. Por exemplo, com a sincronização máxima em nossas vidas diárias, compras eletrônicas fraudulentas ou outros tipos de roubo de transações seriam rastreados e detectados instantaneamente.
Muitos dos nossos celulares, tablets, computadores e relógios são calibrados automaticamente usando sinais de satélites GPS, cada um dos quais carrega vários relógios atômicos (geralmente de césio ou rubídio) que medem o tempo rastreando a frequência da radiação emitida por transições atômicas específicas. Eles são incrivelmente precisos, tanto que mal perdem um segundo a cada milhão de anos.
Mas essa precisão pode ser melhorada. Os cientistas dizem que estamos prestes a levar os limites dos detalhes temporais a um nível totalmente novo.
A revolução dos novos relógios atômicos ópticos
Cientistas conseguiram redefinir oficialmente o segundo. Isso pode parecer estranho, mas é um avanço para a próxima geração de relógios ópticos. Eles usam frequências de laser que "tiquetaqueiam" 100.000 vezes mais rápido que as frequências de micro-ondas dos relógios de césio atuais, alcançando uma precisão nunca antes conseguida.
Este é um design inovador de vários íons que permite relógios mil vezes mais precisos do que os relógios atômicos, que até agora forneceram a base para nossa definição tradicional do que é um segundo.
Essa descoberta foi publicada na revista Physical Review Letters e desenvolvida por pesquisadores do Instituto Federal de Metrologia Física e Técnica da Alemanha (PTB).
Um dos problemas nesse processo de redefinição do segundo é comparar relógios diferentes com precisão suficiente; esse novo design com dez íons permite comparações dez vezes mais rápidas. Os íons são mantidos no lugar por campos elétricos e isolados no vácuo com precisão de alguns nanômetros, por isso são ótimos para isso.
A equipe mediu com sucesso uma taxa de frequência de menos de cinco partes por bilhão usando relógios de cristal iônico óptico. "Na verdade, estabelecemos um recorde mundial porque ninguém jamais havia comparado dois tipos de relógios ópticos nesse nível antes", explica Tanja Mehlstäubler, líder do grupo de pesquisa.
Essa característica do design inovador dos relógios atômicos permite que as comparações sejam feitas de forma mais rápida e eficiente.
Esta é uma nova abordagem revolucionária: a definição tradicional do segundo baseada no césio, estabelecida em 1967, será substituída por um potencial sem precedentes para medir o tempo com mais precisão.
O relógio revolucionário atinge uma precisão próxima à décima oitava casa decimal. E à medida que continuarem a melhorar, eles acabarão definindo o padrão global para este último.
Referências da notícia
El segundo cambia para siempre: el reloj más preciso del mundo hace historia. 24 de janeiro, 2025. Sarah Romero.
In^+115 - Yb^+172 Coulomb Crystal Clock with 2.5 x 10^-18° Systematic Uncertainty. 16 de janeiro, 2025. Hausser, et al.