Relógio atômico de estrôncio: à frente do seu tempo

O centro de pesquisa JILA, um instituto conjunto de física do National Institute of Standards and Technology (NIST) e da University of Colorado Boulder, desenvolveu o relógio atômico mais preciso e estável do mundo. O resultado foi relatado em um artigo do jornal "Nature Communications", em 21 de abril de 2015.

Em 1967, a definição oficial para a unidade internacional do tempo (segundo) passou a ser referida no relógio atômico de césio (estipulado como 9.192.631.770 oscilações da frequência de ressonância natural do átomo de césio). Desde então, o tempo baseado nas oscilações naturais de átomos continua sendo um método muito preciso (de menor incerteza) do que qualquer outra forma de controle do tempo. Com folga, o segundo é o padrão de melhor precisão em comparação com as outras unidades fundamentais do sistema SI.

No novo modelo mais avançado de relógio atômico, alguns milhares de átomos de estrôncio (símbolo Sr) são mantidos em uma rede óptica, uma coluna composta por raios laser intenso. Dessa forma, os cientistas conseguiram medir, para cada segundo, 430 trilhões de “batimentos” de estrôncio (baseados numa transição entre dois níveis de energia do átomo). Estima-se que esse relógio atômico aperfeiçoado, de tão estável e preciso, possa atrasar ou adiantar um segundo em cerca de 15 bilhões de anos - mais ou menos a idade do universo.

Em outros laboratórios espalhados pelo mundo, relógios atômicos experimentais de precisão se encontram em estudo, o que transforma esse acontecimento em uma verdadeira corrida contra o tempo.

"Nosso desempenho significa que podemos medir o desvio gravitacional quando você levanta o relógio apenas a dois (2) centímetros da superfície da Terra. Acho que estamos chegando muito perto de ser útil para geodésia relativista", disse o pesquisador Jun Ye (JILA/NIST).

Também, os cientistas conseguiram isolar o dispositivo contra a entrada de radiação, o que permitiu que este relógio atômico funcionasse à temperatura ambiente, em vez de temperaturas criogênicas extremamente baixas perto do zero absoluto (algo próximo a menos 273,15 graus Celsius). “Este é realmente um dos pontos fortes da nossa abordagem, já que podemos pôr este relógio a funcionar em uma configuração simples e normal”, explicou o físico Jun Ye.

A medição do tempo preciso desempenha papel importante na vida humana, como nas tecnologias avançadas de comunicação, posicionamento geográfico (como o GPS), viagens espaciais, entre outras áreas da ciência que vão muito além da simples tarefa de marcar o tempo, como a explicação de fenômenos desconhecidos da "matéria escura".
fonte: NIST, JILA, LATIMES, sciencedaily

crédito: Ye group and Steve Burrows, JILA

Relógio atômico de estrôncio
O relógio atômico de estrôncio do JILA estabeleceu um novo recorde mundial de precisão e estabilidade. No futuro, a comunidade internacional pode escolher um novo padrão para o tempo baseado nessa tecnologia.