Cientistas desenvolvem dois relógios tão precisos que podem medir até o espaço-tempo

Por , em 29.11.2018

Físicos do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA criaram dois relógios tão precisos que eles não perderão um segundo nos próximos 15 bilhões de anos.

A tecnologia usa uma rede óptica composta de feixes de laser que prendem átomos de itérbio. Cada átomo tem uma frequência vibracional consistente, que dá aos físicos a oportunidade de medir como os átomos de itérbio transitam entre dois níveis de energia – essencialmente criando o “tique” do relógio.

Depois de desenvolver a metodologia, os cientistas compararam dois relógios atômicos independentes para registrar novos marcos históricos de desempenho em três medidas principais: incerteza sistemática, estabilidade e reprodutibilidade.

Precisão incrível

Principal autor do estudo, Andrew Ludlow explicou que a capacidade de reproduzir a precisão do relógio em dois experimentos independentes é de particular importância, pois mostra, pela primeira vez, que o desempenho do relógio é “limitado pelos efeitos gravitacionais da Terra”.

Como a teoria geral da relatividade de Einstein sugere, a gravidade desempenha um papel fundamental no tempo.

Pense no filme de ficção “Interestelar”, onde cada hora que passa em um determinado planeta é equivalente a sete anos terrestres por causa de sua alta gravidade. No caso do relógio de rede de itérbio, a frequência vibracional também muda sob diferentes gravidades.

Isso significa que os físicos podem usar a teoria de Einstein para seu benefício. O relógio atômico torna-se tão sensível que afastá-lo da superfície da Terra produziria uma diferença perceptível em seu “tique”. Na prática, o relógio pode medir não apenas o tempo, mas também o espaço-tempo.

Aplicações

Com tanta precisão, o relógio poderia teoricamente ser usado para detectar fenômenos cósmicos, como ondas gravitacionais ou matéria escura.

Embora não tenhamos certeza do que é a matéria escura, desde que tenha efeitos sobre constantes físicas, talvez seja possível vê-la.

O avanço também permitirá medições sem precedentes da Terra, como da sua orientação e forma no espaço. Se mais desses relógios fossem espalhados pelo mundo, sua exatidão comportaria medidas com resolução dentro de um centímetro da forma do planeta, melhor do que qualquer tecnologia atual.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na prestigiada revista científica Nature. [Cnet]

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