Físicos norte-americanos desenvolveram o relógio atómico mais rigoroso de sempre, capaz de variar menos de um segundo em 13.800 milhões de anos, que é a idade do próprio Universo desde a sua criação no Big Bang.

Este relógio funciona com átomos de itérbio, um dos elementos das “terras raras”, e com lasers que permitem uma estabilidade da sua “batida” dez vezes superior aos melhores relógios atómicos actualmente existentes, que ganham ou perdem um segundo só ao fim de cerca de 100 milhões de anos. Comparativamente com um relógio de quartzo, o novo relógio atómico é 10.000 milhões de vezes mais rigoroso.

Este avanço físico tem implicações potenciais importantes não apenas para a exactidão das medições do tempo universal, mas também por exemplo para o sistema de posicionamento por satélite GPS e um conjunto de sensores de diferentes forças como a gravidade, o campo magnético e a temperatura, explica à agência AFP o físico Andrew Ludlow, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) dos Estados Unidos e um dos principais autores deste trabalho, publicado esta sexta-feira na revista Science.

O mundo das transacções financeiras, onde cada fracção de segundo conta, é outro sector onde é cada vez mais importante uma medição do tempo rigorosa.

“Trata-se de um avanço importante na evolução da próxima geração de relógios atómicos, actualmente em desenvolvimento no mundo”, considera Andrew Ludlow.

Como todos os relógios, os atómicos medem o tempo baseando-se na duração de um segundo correspondente a um fenómeno físico que se repete regularmente.

Ao contrário de um relógio de pêndulo, que usa os movimentos oscilantes do pêndulo para marcar o tempo, ou de um relógio de quartzo, que utiliza como referência a vibração de um cristal deste mineral, um relógio atómico é um aparelho electrónico que utiliza como referência ondas da radiação electromagnética emitidas por um dado elemento químico.

Na 13º Conferência Geral sobre Pesos e Medidas, em 1967, decidiu-se que o segundo-padrão seria definido como a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação emitida por um átomo de césio 133. Hoje, o tempo oficial mundial, conhecido como o Tempo Atómico Internacional (TAI), é medido por uma rede de relógios atómicos espalhados pelo mundo. Os sinais de todos esses relógios são transmitidos para o Bureau Internacional de Pesos e Medidas, em Paris, que, a partir deles, define o Tempo Atómico Internacional. Este tempo, resultado da média dos dados desses relógios, é assim um tempo medido da forma mais rigorosa possível.

Em cada um dos dois modelos do relógio atómico agora desenvolvido, utilizou-se qualquer coisa como 10.000 átomos de itérbio arrefecidos ligeiramente acima do zero absoluto – ou seja, ligeiramente acima dos 273,15 graus Celsius negativos. Estes átomos arrefecidos são aprisionados utilizando raios lasers. Um segundo laser mede a actividade dos átomos: ao “bater” 518 biliões de vezes provoca uma transição entre dois níveis de energia nos átomos de itérbio, explica um comunicado de imprensa do NIST.

O grande número de átomos, por um lado, e a nova utilização de lasers para medir as pequeníssimas mudanças na actividade dos átomos são os principais factores que permitiram reduzir ainda mais a instabilidade dos novos relógios atómicos em relação aos que usam césio. Este desenvolvimento poderá conduzir a uma nova definição internacional do segundo-padrão e, assim, de tempo universal.

Para que um relógio atómico de itérbio se atrase ou adiante menos de um segundo seria então necessário voltar ao início do Big Bang e esperar que tudo o que existe no Universo – as inúmeras galáxias, incluindo a nossa com a Terra e nós próprios – se voltasse a formar.