- Cientistas apresentaram o primeiro relógio que marca o tempo a partir do núcleo de um átomo (tório-229) e o fizeram funcionar continuamente por 24 horas.
- O protótipo foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade Técnica de Viena, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST) e outras instituições; os resultados aparecem no repositório arXiv, com publicação anterior na Nature em 2024.
- O relógio nuclear pode oferecer maior estabilidade, já que o núcleo é mais protegido de ruídos externos, o que ajuda na precisão ao longo do tempo.
- Ainda não é o relógio mais preciso; os atuais melhores relógios atômicos ópticos continuam superiores, com variação de dezenas de segundos por bilhão de anos.
- O objetivo é usar a tecnologia para investigar a matéria escura e possíveis novas partículas, buscando sinais de novas físicas além do Modelo Padrão.
O primeiro relógio que mede o tempo usando o núcleo de um átomo ganhou funcionamento contínuo por 24 horas, abrindo caminho para medições ainda mais precisas e para investigações sobre a matéria escura. O feito é resultado de colaboração entre a Universidade Técnica de Viena, o NIST e outras instituições.
A equipe demonstrou, em protótipo apresentado em 2024, que o sistema pode manter a operação estável por longos períodos. Os experimentos mais recentes, com foco em busca de matéria escura, ficam disponíveis no arXiv como trabalho ainda não revisado por pares.
A pesquisa envolve o tório-229, cujo núcleo requer menos energia para mudar de estado. Um cristal de fluoreto de cálcio abriga o núcleo, controlado por laser ultravioleta. O objetivo é tornar o relógio mais resistente a ruídos e facilitar futuras aplicações.
Segundo os pesquisadores, a transição nuclear é menos sensível a interferências externas do que as usadas em relógios atômicos convencionais, o que pode viabilizar estabilização prolongada. O resultado é um protótipo inicial com excelente precisão, ainda abaixo dos melhores relógios atômicos ópticos.
O relógio nuclear representa uma mudança de conceito: ele utiliza alterações de energia dentro do núcleo, ao contrário dos relógios atômicos atuais, que dependem de elétrons ao redor do átomo. Essa abordagem pode melhorar a robustez contra campos elétricos e magnéticos.
A proposta aponta vantagens para aplicações em navegação, telecomunicações e sincronização de dados, especialmente em condições de operação mais simples, já que o dispositivo funciona a temperatura ambiente. Pesquisadores destacam que o avanço aponta para um caminho de desenvolvimento futuro.
Além disso, o estudo abre possibilidades de investigar fenômenos fundamentais. Físicos discutem que pequenas alterações nas forças que atuam dentro do núcleo poderiam sinalizar novas partículas ou interações não previstas pelo Modelo Padrão. Até o momento, os experimentos não identificaram novas partículas.
A equipe, que envolve cientistas da Universidade Técnica de Viena, do NIST e de institutos parceiros, ressalta que ainda existem etapas a cumprir. Entre elas estão compreender a resposta do relógio a variações de temperatura e campos magnéticos, bem como aperfeiçoar lasers e outros componentes.
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