Perder um segundo a cada 300 bilhões de anos ainda é considerado um erro inaceitável na física. É por isso relógios nucleares são a próxima fronteira da medição do tempo, ao contrário relógios atômicos (aqui está o que são e como funcionam).

Mas onde estamos com a pesquisa? Um novo resultado abre caminho para esta nova tecnologia: vamos descobrir todos os detalhes.

O que é um relógio nuclear

Vamos ver o que são relógios nucleares e como eles diferem dos atômicos.

O que é um relógio atômico

Os relógios atômicos são baseados na física dos elétrons que circundam os átomos. Dentro desses átomos, os elétrons ocupam níveis de energia individuais.

Quando um elétron muda de nível de energia, ele absorve ou emite luz com uma frequência idêntica para todos os átomos de um determinado elemento. Para fazer um elétron saltar para um nível de energia mais alto, ele deve receber uma quantidade precisa de energia fornecida por um laser. Essa energia corresponde a uma frequência específica da luz do laser.

O experimento que demonstra a viabilidade dos relógios nucleares

O problema era que não se sabia exatamente se os relógios nucleares poderiam ser feitos. A razão? A quantidade desconhecida de energia necessária para fazer os átomos de tório-229 darem o salto.

Medindo a energia

Até 2023, quando os cientistas mediram pela primeira vez. Neste ponto, o próximo passo poderia ser dado. Os pesquisadores usaram um laser para levar os núcleos de tório-229 a um nível de energia mais alto e observaram a luz emitida durante a transição para um nível de energia mais baixo.

O experimento permitiu medir a energia da transição: 8.35574 eV. Este número não apenas corresponde à medição de 2023, mas é aproximadamente 800 vezes mais preciso.

Eles não chegarão em breve

Vantagens do relógio nuclear em comparação com o atômico

Comparados aos relógios atômicos atualmente disponíveis para os cientistas, os relógios nucleares poderiam ser mais simples e mais portáteis.

O relógio atômico, na verdade, exige a criação de um vácuo, mesmo que uma nova geração de relógios atômicos do tamanho de um grão de café tenha sido apresentada em 2022. Outra vantagem é a precisão que nos permitiria construir sistemas de localização mais precisos.

Mas não só. Como os relógios nucleares são baseados em uma física diferente dos relógios atômicos, a comparação entre os dois tipos de relógios poderia permitir a realização de novos estudos de física fundamental.

Os relógios nucleares também poderiam permitir novas pesquisas sobre a matéria escura, um conjunto de partículas que parecem permear o universo, mas que não podem ser vistas.