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quarta-feira, 21 de março de 2012

Relógio atômico o mais preciso


A precisão extrema deste relógio, 100 vezes superior à dos atuais relógios atômicos, provém do núcleo de um só íon de tório, acrescenta um artigo da revista "Physical Review Letters".
Além dos cientistas da Geórgia, no Alabama, participam do projeto físicos da Universidade de Nova Gales (Austrália) e do Departamento de Física da Universidade de Nevada (EUA), em um trabalho parcialmente financiado pelo Escritório Naval de Pesquisas e pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA.
O relógio atômico poderia ser útil para algumas comunicações confidenciais e para o estudo de teorias fundamentais da física. Além disso, poderia aumentar a precisão do sistema GPS.
Os relógios mecânicos usam um pêndulo, cujas oscilações medem o tempo. Já nos relógios modernos, são cristais de quartzo que fornecem as oscilações de alta frequência.
A precisão dos relógios atômicos provém das oscilações dos elétrons nos átomos induzidas por raio laser. Entretanto, estes elétrons podem afetar os campos magnéticos e elétricos e, por isso, estes relógios às vezes sofrem um desvio de aproximadamente quatro segundos ao longo da existência do universo.
Os nêutrons são muito mais pesados que os elétrons e estão agrupados com mais densidade no núcleo atômico, de modo que são menos suscetíveis a tais transtornos.
Segundo o artigo do Instituto Tecnológico da Geórgia, para criar as oscilações, os pesquisadores planejam o uso de um laser que opera em uma frequência de 1 quatrilhão de oscilações por segundo para fazer com que o núcleo de um íon de tório passe a um estado de energia mais elevado.
A "sintonização" de um laser que crie esses estados de energia mais altos permitiria que os cientistas fixassem sua frequência com muita precisão, e essa frequência seria usada para marcar o tempo, ao invés do tique-taque de um relógio ou do balanço de um pêndulo.
Os projetistas encaram outro problema: para que o relógio atômico seja estável, é preciso mantê-lo a temperaturas muito baixas, próximas ao zero absoluto (-273°C).
Para produzir e manter tais temperaturas, habitualmente os físicos usam um arrefecimento a laser. Contudo, neste sistema, isso é um problema, porque a luz do laser também é usada para criar as oscilações que marcam a passagem do tempo.
Segundo o artigo, os pesquisadores incluem um único íon de tório 232 com o íon de tório 229, que serão usados na marcação do tempo. Cada um destes íons recebe uma frequência de onda diferente.
Os cientistas esfriaram o íon mais pesado, e isso reduziu a temperatura do "íon relógio" sem afetar suas oscilações.

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