Relógios nucleares põem o núcleo do átomo a trabalhar

Equipas independentes em Viena e Pequim construíram relógios nucleares funcionais, que usam alterações de energia no interior dos núcleos atómicos para medir o tempo. Os protótipos ainda não superam os melhores relógios atómicos, mas demonstram uma tecnologia que os físicos procuram desenvolver há quase 50 anos.

Descritos na revista Nature, ambos os dispositivos utilizam lasers e tório-229, uma forma de tório incorporada em cristais. Os relógios atómicos convencionais baseiam-se em alterações de energia que envolvem eletrões. Os relógios nucleares, por sua vez, utilizam alterações no núcleo do átomo, que é menos sensível a perturbações externas. Neste caso, «nuclear» descreve o mecanismo de medição do tempo, não uma fonte de energia baseada na fissão ou na fusão.

O relógio de Viena manteve-se estável durante mais de 24 horas sem intervenção. A precisão medida corresponde a um erro de cerca de um segundo em 30 milhões de anos. Em comparação, os melhores relógios atómicos convencionais adiantariam ou atrasariam apenas um segundo ao longo de milhares de milhões de anos.

O potencial vai além da medição do tempo. Numa experiência de procura de matéria escura, o dispositivo de Viena teve um desempenho ao nível dos melhores relógios atómicos, embora não tenha detetado matéria escura. Os investigadores esperam que versões melhoradas permitam testes mais rigorosos da física fundamental. As equipas têm também pontos fortes complementares: os cristais de tório de Viena apresentam melhores propriedades óticas e uma maior concentração de tório, enquanto o laser de Pequim é mais potente, o que sugere uma via prática para melhorar o desempenho.