Uma das nossas principais unidades de medida pode ser mudada em breve

O segundo tem nos servido bem por centenas de anos, mas não é perfeito – os relógios atômicos, que são nossos cronometristas oficiais, perdem um segundo de tempo a cada 200 milhões de anos.

Isso pode não ser suficiente para fazer com que você se atrase para um compromisso, mas nos campos das viagens espaciais e da física, até pequenos erros podem fazer grandes diferenças. Com isso em mente, estão em andamento esforços para construir relógios que sejam mais precisos do que nunca para manter o tempo.

A chave é desenvolver relógios capazes de ver a luz visível de maior frequência, o que significa maior precisão na medição do tempo.

Como Edwin Cartlidge relata na Science, os metrologistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) estão trabalhando em dispositivos até 100 vezes mais precisos do que os relógios existentes.

Cada relógio marca o tempo com base em uma determinada ação, seja a oscilação de um pêndulo, ou – no caso dos relógios atômicos modernos – as oscilações de um feixe de micro-ondas ajustado no comprimento de onda exato necessário para excitar o elemento químico césio.

À medida que os elétrons de césio saltam para frente e para trás entre dois estados de energia, a frequência desses saltos pode ser usada para medir o tempo.

Os relógios atualmente em desenvolvimento no NIST são relógios atômicos ópticos, medindo ondas de luz com uma frequência de ressonância cerca de 100.000 vezes maior do que a radiação de micro-ondas, permitindo uma precisão muito maior.

Na verdade, esses novos relógios poderiam ficar tão precisos que só perderiam um segundo a cada 15 bilhões de anos.

Usando dois relógios ópticos implantando lasers para resfriar e aprisionar átomos de itérbio, os pesquisadores do NIST conseguiram colocá-los juntos em um nível de precisão 100 vezes maior do que os relógios de césio – tecnicamente para 1,4 partes em 1018.

“Seria a primeira vez que dois relógios da mesma espécie teriam concordado nesse nível”, disse Ludlow, embora os experimentos ainda não tenham sido revisados ​​e publicados em um periódico.

Se verificada, a precisão atenderia a um dos requisitos estabelecidos pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) na França, requisitos que precisam ser atendidos antes que esses novos relógios ópticos possam substituir suas contrapartes de césio mais antigas.

Agora, mais pesquisas são necessárias para garantir que as precisões possam ser mantidas e em vários laboratórios diferentes simultaneamente. Devido à sua complexidade, as configurações atuais do relógio óptico tendem a ser executadas apenas em períodos curtos.

Somente quando todas as verificações cruzadas forem concluídas, teremos um segundo novo e mais preciso – e isso pode não acontecer até a reunião de 2026 do principal órgão metrológico do mundo, a Conferência Geral sobre Pesos e Medidas (GCPM).

O GCPM se reúne a cada quatro anos e este ano tem quatro novas definições atualizadas em sua mira: para a constante de Planck, para a constante de Boltzmann, para a constante de Avogadro e para a quantidade de carga elétrica em um único próton.

Medições mais precisas para esses valores permitirão aos cientistas fornecer pontos de referência mais precisos para o que constitui um quilograma, um kelvin e um ampere, entre outras medidas. Depois disso, o segundo poderia ser o próximo na fila para uma nova definição.

Traduzido e adaptado de Science Alert.

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