Pela primeira vez, cientistas conseguiram trocar o núcleo de um átomo de tório de um estado para outro utilizando laser. Esse feito pode ser usado para medições de alta precisão e possibilitou a criação do primeiro relógio nuclear do mundo.

O estudo, liderado pelo professor Thorsten Schumm, da Universidade Técnica de Viena, foi publicado na quarta-feira (4) de fevereiro de 2024, na revista Nature. Esse avanço representa um marco significativo na ciência dos relógios de alta precisão.

Como Funciona o Relógio Nuclear?

Todo relógio precisa de algo que atue como um cronômetro, como o movimento regular do pêndulo em um relógio de pêndulo. Os relógios de alta precisão de hoje costumam usar a oscilação de ondas eletromagnéticas de um feixe de laser. No entanto, mesmo a frequência de um laser pode mudar ligeiramente ao longo do tempo, precisando ser ajustada.

“É por isso que, além do laser, você precisa de um sistema quântico que reaja de forma extremamente seletiva a uma frequência de laser muito específica”, explicou Schumm. Os relógios atômicos usam átomos de césio ou estrôncio para determinar a precisão. Quando a frequência do laser muda, os átomos deixam de ser excitados de maneira eficiente, e o laser pode ser reajustado.

O Que é um Relógio Nuclear?

Um relógio nuclear é um tipo de relógio que utiliza o núcleo de átomos para medir o tempo com precisão extrema. Se o núcleo de um átomo puder ser utilizado de forma similar aos átomos em um relógio atômico, ele seria ainda mais preciso porque os núcleos atômicos são muito menores que átomos e, por isso, reagem menos a perturbações externas.

Embora o primeiro relógio nuclear do mundo ainda não tenha ultrapassado a precisão dos relógios atômicos já existentes, Schumm espera que isso ocorra nos próximos dois ou três anos. “Nosso objetivo era desenvolver uma nova tecnologia. Uma vez que ela está lá, o aumento na qualidade vem naturalmente, esse sempre foi o caso”, afirmou ele.

Quais as Vantagens do Relógio Nuclear?

Os relógios nucleares possuem diversas vantagens em relação aos relógios atômicos tradicionais:

• Maior Precisão: Devido à menor reação dos núcleos a perturbações externas.

• Estabilidade a Longo Prazo: Reduzindo a necessidade de frequentes ajustes.

• Aplicações em Pesquisa Científica: Ambientes que exigem precisão extrema podem se beneficiar dessa tecnologia.

O professor Schumm comparou o avanço do relógio nuclear com a introdução dos primeiros carros que, embora não fossem mais rápidos que as carruagens, representaram um novo conceito revolucionário.

Quais os Próximos Passos para o Relógio Nuclear?

Os cientistas estão otimistas em relação ao futuro dos relógios nucleares. Nos próximos anos, espera-se que esses dispositivos não apenas atinjam a precisão dos relógios atômicos, mas que eventualmente ultrapassem essa precisão.

Além disso, a continuidade da pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias relacionadas aos relógios nucleares podem trazer impactos significativos para diversas áreas, incluindo navegação, telecomunicações e mesmo pesquisa espacial, onde a precisão do tempo é crucial.

Em resumo, o advento do primeiro relógio nuclear do mundo é um marco na busca por medições de alta precisão. O trabalho realizado pelo professor Thorsten Schumm e sua equipe mostra que estamos apenas no início de uma revolução tecnológica que poderá redefinir o conceito de tempo e precisão em diversas aplicações científicas e tecnológicas.