Um relógio atômico dividiu o segundo com precisão recorde em Singapura: o erro ficou pequeno o bastante para abrir novos testes da física
Um relógio atômico desenvolvido em Singapura alcançou um recorde mundial de exatidão ao medir o tempo. Criado por pesquisadores do Centre for Quantum Technologies, o equipamento utiliza íons de lutécio e apresenta incerteza de apenas uma parte em 10 quintilhões, abrindo novas possibilidades para geodesia, navegação e testes fundamentais da física. Por que o relógio...
Um relógio atômico desenvolvido em Singapura alcançou um recorde mundial de exatidão ao medir o tempo. Criado por pesquisadores do Centre for Quantum Technologies, o equipamento utiliza íons de lutécio e apresenta incerteza de apenas uma parte em 10 quintilhões, abrindo novas possibilidades para geodesia, navegação e testes fundamentais da física.
Por que o relógio atômico de Singapura estabeleceu um novo recorde?
Pesquisadores do Centre for Quantum Technologies (CQT) e da Universidade Nacional de Singapura apresentaram, em setembro de 2026, um instrumento capaz de medir frequências com precisão extraordinária. O relógio utiliza um elemento metálico pouco explorado nessa área, o lutécio, cujas propriedades atômicas permitem reduzir interferências que comprometem outras tecnologias de medição temporal.
O equipamento alcançou uma incerteza fracionária de 1 × 10⁻¹⁹, considerada pelos pesquisadores a menor já relatada para um relógio atômico óptico. Esse resultado representa um avanço importante porque permite comparar frequências com exatidão suficiente para investigar fenômenos físicos extremamente sutis, incluindo pequenas diferenças na intensidade da gravidade terrestre.
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Como funciona o relógio atômico que alcançou precisão recorde?
Diferentemente dos relógios convencionais, que utilizam oscilações mecânicas ou circuitos eletrônicos, os relógios ópticos acompanham transições energéticas dos átomos. Quando um elétron muda entre determinados níveis de energia, ocorre uma interação com luz de frequência extremamente específica. Essa frequência funciona como referência para medir o tempo.
Em Singapura, os cientistas utilizaram íons individuais de lutécio-176, controlados por lasers. Dois relógios foram construídos e comparados durante aproximadamente 200 horas, permitindo verificar a consistência das medições. Os principais resultados foram:
- A incerteza fracionária alcançou 1 × 10⁻¹⁹;
- A comparação entre os relógios atingiu 5,7 × 10⁻¹⁹;
- Cada equipamento utilizou um único íon de lutécio-176;
- O laser empregado apresentou comprimento de onda de 848 nanômetros;
- As medições utilizaram espectroscopia de correlação.
Por que o lutécio oferece vantagens para medir o tempo?
Um dos maiores desafios da relojoaria atômica consiste em impedir que fatores externos alterem a frequência utilizada como referência. Variações de temperatura e campos magnéticos podem provocar mudanças extremamente pequenas nas transições atômicas, suficientes para comprometer instrumentos que trabalham com precisão de dezenove casas decimais.
O lutécio apresenta propriedades particularmente favoráveis porque determinadas transições são pouco sensíveis a essas perturbações. A equipe desenvolveu uma técnica chamada média hiperfina, que ajuda a compensar deslocamentos indesejados de frequência. Isso permite alcançar elevada exatidão sem depender exclusivamente de condições ambientais extraordinariamente estáveis.
Quais evidências científicas confirmam o recorde alcançado em Singapura?
A pesquisa foi liderada por Murray Barrett, com participação de Kyle Arnold, Michael Lee, Nakarin Jayjong e outros integrantes do CQT. Publicado em 23 de setembro de 2026 na revista Nature, o estudo científico original apresenta a avaliação sistemática do relógio e a comparação experimental entre duas referências ópticas independentes.
Os pesquisadores utilizaram espectroscopia de correlação para comparar as oscilações dos íons, mesmo quando o laser perdia coerência durante o experimento. A concordância obtida reforçou a confiabilidade das medições. Entretanto, comparações entre laboratórios independentes ainda serão necessárias para atender plenamente às exigências internacionais relacionadas à futura redefinição do segundo.
O que diferencia esse relógio atômico dos modelos anteriores?
Desde 1967, o segundo é definido utilizando uma transição do átomo de césio-133, correspondente a 9.192.631.770 oscilações. Essa referência permanece essencial para sistemas de navegação por satélite, telecomunicações e sincronização de redes. Entretanto, relógios ópticos utilizam frequências muito mais elevadas, permitindo subdividir o tempo em intervalos menores.
O equipamento de lutécio superou referências ópticas anteriores em exatidão, segundo a avaliação publicada. Ainda assim, exatidão e estabilidade não são sinônimos: a primeira descreve a proximidade da frequência verdadeira, enquanto a segunda indica quanto as medições variam ao longo do tempo.
| Característica | Resultado |
|---|---|
| Elemento utilizado | Lutécio-176 |
| Incerteza fracionária | 1 × 10⁻¹⁹ |
| Comparação entre relógios | 5,7 × 10⁻¹⁹ |
| Comprimento de onda | 848 nanômetros |
| Tempo de comparação | 200 horas |
Como a descoberta poderá transformar a geodesia e os testes da física?
Relógios extremamente exatos podem identificar diferenças gravitacionais porque, segundo a relatividade geral, o tempo transcorre em ritmos ligeiramente diferentes conforme o potencial gravitacional. A precisão alcançada permitiria distinguir uma diferença de altura de aproximadamente cinco milímetros entre dois relógios. Essa capacidade poderá contribuir para monitorar deformações terrestres e mudanças gravitacionais.
Outras aplicações incluem melhorias futuras na navegação e experimentos sobre possíveis variações das constantes fundamentais. Entretanto, o instrumento ainda ocupa um laboratório e precisa ser miniaturizado para utilização fora dele. O avanço também poderá contribuir para uma redefinição internacional do segundo, considerada para 2030 ou posteriormente, mediante novas comparações entre instituições científicas.
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