Relógios nucleares põem o núcleo do átomo para trabalhar

Equipes independentes em Viena e Pequim construíram relógios nucleares funcionais, que usam mudanças de energia dentro dos núcleos atômicos para medir o tempo. Os protótipos ainda não superam os melhores relógios atômicos, mas demonstram uma tecnologia que físicos buscam desenvolver há quase 50 anos.

Descritos na revista Nature, ambos os dispositivos usam lasers e tório-229, uma forma de tório incorporada a cristais. Os relógios atômicos convencionais se baseiam em mudanças de energia envolvendo elétrons. Já os relógios nucleares usam mudanças no núcleo central do átomo, menos sensível a perturbações externas. Aqui, “nuclear” descreve o mecanismo de medição do tempo, não uma fonte de energia baseada em fissão ou fusão.

O relógio de Viena permaneceu estável por mais de 24 horas sem intervenção. Sua precisão medida corresponde a um erro de cerca de um segundo em 30 milhões de anos. Para comparação, os melhores relógios atômicos convencionais adiantariam ou atrasariam apenas um segundo ao longo de bilhões de anos.

Seu potencial vai além de medir o tempo. Em um experimento de busca por matéria escura, o dispositivo de Viena teve desempenho equivalente ao dos melhores relógios atômicos, embora não tenha detectado matéria escura. Os pesquisadores esperam que versões aprimoradas permitam testes mais precisos da física fundamental. As equipes também têm pontos fortes complementares: os cristais de tório de Viena têm melhores propriedades ópticas e maior concentração de tório, enquanto o laser de Pequim é mais potente, o que sugere um caminho prático para melhorar o desempenho.