Pela primeira vez, pesquisadores construíram relógios nucleares funcionais que marcam o tempo usando a energia do núcleo de um átomo, não de seus elétrons. Duas equipes independentes, uma nos Estados Unidos e outra na Áustria, apresentaram esses tão esperados marcadores de tempo. Eles prometem uma precisão que pode eventualmente superar os melhores relógios atômicos do mundo por um fator de dez ou mais.
Um relógio que usa o coração de um átomo
Relógios atômicos, o padrão ouro atual, medem o tempo contando as vibrações dos elétrons enquanto eles saltam entre níveis de energia. Relógios nucleares fazem algo parecido, mas usam o próprio núcleo. O núcleo é muito menos sensível a perturbações externas, como campos magnéticos ou mudanças de temperatura. Essa estabilidade pode tornar os relógios nucleares extraordinariamente precisos. O ingrediente chave é um isótopo raro de tório, o tório 229, que tem um estado de baixa energia único que pode ser ativado com um laser.
Duas equipes, duas abordagens, um avanço
Pesquisadores do Joint Institute for Laboratory Astrophysics em Boulder, Colorado, construíram uma versão. Eles inseriram átomos de tório em um cristal de fluoreto de cálcio e usaram um laser ultravioleta especial para excitar os núcleos. Um grupo separado na Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, seguiu um caminho diferente. Eles prenderam íons individuais de tório em um campo elétrico e os atingiram com luz laser. Ambas as equipes conseguiram fazer os núcleos pulsarem, produzindo um sinal mensurável que pode ser usado para marcar o tempo. Os resultados foram publicados na Nature.
Por que isso importa além de relógios melhores
Para físicos, relógios nucleares não são apenas sobre medir o tempo com mais precisão. Eles podem se tornar ferramentas poderosas para testar teorias fundamentais. Como o núcleo é tão isolado do ambiente, qualquer pequena mudança em sua taxa de pulsação pode revelar novas forças ou partículas que a física padrão não considera. Alguns pesquisadores esperam que relógios nucleares possam detectar variações nas constantes fundamentais da natureza, algo que abalaria os fundamentos da física moderna. A tecnologia ainda está em sua infância, mas os primeiros pulsos foram ouvidos.
Uma nova era na medição do tempo começa
A chegada de relógios nucleares funcionais marca um marco genuíno na física experimental. Por décadas, a ideia existia apenas no papel. Agora é real. Os relógios ainda não estão prontos para substituir os padrões de tempo atômicos, mas cruzaram o limiar da teoria para a prática. Isso por si só já é uma conquista significativa. O que esses relógios revelarão sobre o universo ainda está por ser visto, mas a pulsação começou.
