A nova era da física chegou: conheça o relógio nuclear que promete revolucionar o tempo

Vitor Virtuoso Ciência 05 Setembro 2024

Matéria escura, constantes universais e tempo perfeito: o futuro dos relógios está aqui!

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Físicos estão prestes a transformar a maneira como medimos o tempo. Após 15 anos de pesquisa intensa, cientistas estão próximos de criar um relógio nuclear que poderá mudar o campo da física para sempre. Atualmente, o padrão para medir o tempo depende de um isótopo chamado césio-133, usado em relógios atômicos com uma margem de erro incrivelmente pequena — cerca de um segundo a cada 100 milhões de anos. Mas essa precisão, que já parecia incomparável, foi superada por uma nova tecnologia.

Imagine um relógio tão preciso que, mesmo funcionando por bilhões de anos, não perderia sequer um segundo. Esse é o impacto do relógio nuclear que os pesquisadores estão desenvolvendo. Jun Ye, físico líder do JILA (um instituto conjunto do NIST e da Universidade do Colorado Boulder), descreveu a inovação como algo revolucionário em um artigo publicado na *Nature*. O JILA é uma das duas equipes trabalhando nesse projeto inovador.

O Relógio Nuclear: Uma Nova Era na Cronometragem

Desde os primórdios dos relógios de sol até os modernos relógios atômicos, a humanidade sempre buscou formas mais precisas de contar o tempo. Enquanto relógios de pêndulo e de quartzo melhoraram essa precisão, foi o relógio atômico que trouxe a cronometragem moderna a um novo nível. Usando lasers para manipular átomos de césio-133 e micro-ondas para medir suas frequências, os relógios atômicos se tornaram os mais precisos disponíveis. Mas o novo relógio nuclear promete superar até mesmo essa tecnologia.

Em vez de usar os elétrons de átomos de césio, o relógio nuclear baseia-se no núcleo do tório-229, um isótopo radioativo. As partículas subatômicas dentro desse núcleo são extremamente estáveis e podem ser usadas para medir o tempo com uma precisão sem precedentes. Pela primeira vez, os cientistas conseguiram medir diretamente a frequência do laser necessária para reorganizar o núcleo do tório-229, atingindo um novo estado interno.

O Impacto Científico

Além de ser incrivelmente preciso, o relógio nuclear tem implicações que vão muito além da medição de tempo. Ele poderia ser sensível o suficiente para detectar como a matéria escura interage com a matéria visível, um dos maiores mistérios do universo. Também poderia testar se as constantes fundamentais da física, como a velocidade da luz, permanecem verdadeiramente constantes ao longo do tempo, abrindo caminho para novas descobertas no campo da física de partículas.

Thorsten Schumm, da Universidade de Tecnologia de Viena, uma das mentes por trás do projeto, destacou que esse relógio permitirá que cientistas investiguem o núcleo atômico em detalhes jamais vistos. "Podemos sondar a forma como o núcleo muda de um estado quântico para outro com uma precisão que antes era inacessível", disse Schumm.

O Futuro da Cronometragem

Embora a tecnologia para o relógio nuclear esteja comprovada, ainda há refinamentos a serem feitos antes que ele esteja completamente operacional. Segundo Chuankun Zhang, da Universidade do Colorado Boulder, e Schumm, o relógio nuclear pode estar pronto para uso em um a dois anos. Quando isso acontecer, poderemos não apenas ter um método de cronometragem mais preciso, mas também novas ferramentas para explorar os segredos do universo.

O futuro da física parece mais brilhante do que nunca, com a perspectiva de um relógio nuclear pronto para mudar nossa compreensão do tempo, das partículas subatômicas e do cosmos.

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