Por décadas, os relógios atômicos foram o padrão ouro para medir o tempo. Agora, duas equipes de pesquisa independentes construíram algo que os deixa na sombra: os primeiros relógios nucleares do mundo.
Esses novos cronometristas, desenvolvidos por grupos nos Estados Unidos e na Europa, usam o núcleo de um átomo em vez de seus elétrons para marcar o tempo. O resultado é um relógio que pode eventualmente ser mais estável e mais preciso do que qualquer relógio atômico já feito.
Um relógio que marca o tempo dentro do núcleo do átomo
Relógios atômicos funcionam medindo os saltos de energia dos elétrons orbitando um átomo. Os relógios nucleares vão mais fundo. Eles medem transições de energia dentro do próprio núcleo, uma região muito menos afetada por perturbações externas, como campos magnéticos ou mudanças de temperatura.
O ingrediente chave para esses relógios é um isótopo raro chamado tório-229. Seu núcleo tem uma propriedade única: ele pode ser excitado por luz laser ultravioleta, tornando possível disparar e medir uma transição nuclear. Cientistas perseguiram essa capacidade por anos.
Ambas as equipes usaram átomos de tório-229 embutidos em um cristal. Eles atingiram os núcleos com um laser ultravioleta preciso e contaram os tiques resultantes. Os experimentos ocorreram em laboratórios separados, um nos Estados Unidos e um na Europa, e ambos tiveram sucesso por volta da mesma época.
Por que pesquisadores locais e o mundo estão prestando atenção
Para os físicos, este é um marco que vinha sendo construído há décadas. A ideia de um relógio nuclear foi proposta pela primeira vez nos anos 1970, mas a tecnologia para realizá-la só se concretizou recentemente. Pesquisadores da área chamaram o avanço de uma conquista há muito esperada.
Os novos relógios ainda não estão prontos para substituir os relógios atômicos no uso diário. Eles são grandes e delicados, montados em laboratório. Mas o potencial é enorme. Relógios nucleares podem melhorar a precisão do GPS, testar teorias fundamentais da física e até detectar pequenas mudanças em constantes fundamentais ao longo do tempo.
Cientistas locais envolvidos nos projetos expressaram entusiasmo sobre o que os relógios podem revelar. A capacidade de medir o tempo nesse nível pode abrir janelas para a matéria escura ou outros fenômenos que os instrumentos atuais não conseguem detectar.
Uma nova era para a medição do tempo
A chegada dos relógios nucleares não significa que os relógios atômicos estão obsoletos. Mas marca uma mudança. Pela primeira vez, a medição do tempo passou da camada de elétrons para o núcleo. A diferença de precisão entre os dois tipos de relógio ainda está sendo medida, mas os primeiros resultados sugerem que os relógios nucleares podem eventualmente superar seus antecessores atômicos por uma margem significativa.
Ambas as equipes de pesquisa publicaram seus resultados em revistas científicas, e outros laboratórios já estão trabalhando para construir suas próprias versões. A corrida para refinar e miniaturizar os relógios nucleares começou.
