Os novos relógios nucleares medem o tempo usando lasers para excitar partículas subatómicas no interior dos átomos
Cientistas desenvolveram os primeiros relógios nucleares do mundo, que, afirmam, poderão ajudar a desvendar os fundamentos da física.
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Os dois dispositivos são a mais recente geração de relógios atómicos, que medem o tempo através do controlo da luz emitida em transições que ocorrem no núcleo atómico, envolvendo protões e neutrões.
Relógios atómicos são usados para manter uma medição extremamente precisa do tempo e foram desenvolvidos pela primeira vez em 1949; apesar do nome, não recorrem a fusão nem a fissão nucleares.
Até agora, os relógios mais precisos do mundo baseavam-se em eletrões que saltam entre níveis de energia nos átomos, mas esta descoberta mostra que a referência de um relógio pode vir do próprio núcleo.
As equipas de investigação da Universidade Tsinghua, na China, de outras instituições chinesas e da TU Wien, na Áustria, apresentaram as respetivas descobertas em dois artigos publicados, em separado, na revista Nature, na quarta-feira.
Este relógio utiliza tório-229, um isótopo raro cujo núcleo pode mudar de estado de energia quando é excitado por luz ultravioleta proveniente de um laser. É o único núcleo conhecido capaz de funcionar desta forma.
A equipa construiu um laser que produz luz ultravioleta com um comprimento de onda de 148,4 nanómetros e direcionou-o para pequenos cristais de fluoreto de cálcio que continham tório-229.
A principal conclusão foi que os relógios nucleares funcionaram. O laser manteve-se sincronizado com o núcleo de tório-229 e assegurou uma medição estável do tempo, atingindo uma precisão de cerca de uma parte em um quadrilião (10⁻¹⁵) durante o período de testes.
Uma cronometragem rigorosa é essencial para tecnologias quotidianas como a navegação por satélite e as telecomunicações; relógios nucleares poderão tornar estes sistemas ainda mais precisos.
Segundo o artigo, estes dispositivos poderão também ter importância para a física fundamental, embora não sejam ainda detalhadas aplicações específicas.