Onde está o relógio mais preciso do mundo?

O relógio mais preciso do mundo é encontrado nos Estados Unidos. O relógio foi construído pelo Instituto Nacional de Padrão e Tecnologia em conjunto com a Universidade do Colorado, em Boulder. O relógio é tão preciso que nenhum segundo é perdido em toda a idade do Universo. Para a maioria das pessoas que vivem de dia, hora ou momento, a necessidade de dividir o tempo em partes menores para melhorar a precisão pode parecer inútil. A importância da precisão do tempo não pode, contudo, ser subestimada, especialmente no mundo de hoje, onde as tecnologias de GPS desempenham um papel central em nossas vidas diárias, incluindo viagens e aplicações militares.

A história por trás do relógio

Nossa compreensão inicial de unidades de tempo como a segunda baseou-se na tecnologia desenvolvida na década de 1940 e em um consenso científico subsequente em 1967. A segunda foi anteriormente descrita como 0.000.011.574 de um dia solar médio. A rotação da Terra Irregular, no entanto, teve o efeito de tornar a medição do tempo imprecisa. Os relógios super precisos de hoje são baseados nos trabalhos de Isidor Rabi, um professor de física da Universidade da Colômbia, que dominou a técnica de ressonância magnética de feixe atômico na década de 1930. A técnica explorou a idéia de expor partículas subatômicas a freqüências de radiação específicas para disparar um "salto" nos elétrons que normalmente circundam o núcleo de um átomo. A medição dos movimentos foi mais precisa em comparação com as técnicas clássicas usadas para contar o tempo. O National Bureau of Standard construiu o primeiro relógio atômico em 1949. A precisão dos relógios atômicos ajudou os cientistas a redefinir o segundo como uma unidade de tempo em 1967. A definição atual de um segundo é o tempo que decai no curso de 9.192.631.770 ciclos de radiação criados por uma transição entre os níveis de césio 133 átomos.

Como funciona o novo relógio

O novo relógio otimiza as técnicas anteriores usando estrôncio 87 cujos átomos atingem femtossegundos (1 milhão de bilhões de vezes por segundo). O relógio tem milhares de átomos de estrôncio em um estado super-resfriado, dispostos em uma rede 3D. Os átomos são estimulados para iniciar a vibração usando um laser vermelho que está sintonizado na frequência do estrôncio. A vibração é então lida usando um pente de freqüência ótica. O relógio é tão preciso que, de 10 quintilhões de “ticks”, cerca de 3, 5 não estaria em sincronia.

Aplicações

No passado, observou-se que os relógios atômicos eram precisos o suficiente para calibrar os efeitos da gravidade no tempo, simplesmente movendo-os para cima e para baixo alguns centímetros, e o novo relógio ajudaria a estudar melhor o fenômeno. Relógios mais precisos também irão percorrer um longo caminho para melhorar o GPS e outras tecnologias que dependem do tempo. Os relógios precisos também poderiam ser usados ​​para entender melhor as camadas internas da Terra e, assim, ajudar a prever o tempo e a atividade vulcânica. Os relógios cada vez mais precisos também permitem que os cientistas testem as afirmações da relatividade geral de Einstein com a esperança de determinar a relação entre a teoria quântica e a gravidade.