Um grupo de físicos anunciou o melhor desempenho relógios atômicos Desde quando.
Diz-se que o instrumento mede o tempo com tanta precisão que perderá apenas um segundo a cada 300 bilhões de anos, permitindo medições mais precisas de ondas gravitacionais, matéria escura e outros fenômenos físicos. Um estudo baseado em pesquisa liderada pela Universidade de Wisconsin-Madison foi publicado quarta-feira (16 de fevereiro) na revista Nature.
Shimon Kolkowitz, professor de física da Universidade de Wisconsin-Madison e autor sênior do estudo, disse em um comunicado declaração. “Estamos trabalhando para melhorar seu desempenho e desenvolver aplicativos emergentes que são habilitados por meio desse desempenho aprimorado”.
Relacionado: Relógio atômico da NASA será pioneiro em viagens ao espaço profundo
Em geral, os relógios atômicos são os relógios que Rastreamento de eco Das frequências dos átomos, geralmente são átomos de césio ou rubídio. Esse processo permite que esses relógios meçam o tempo com um alto grau de precisão. agência da NASA Relógio atômico no espaço profundo É um exemplo de experimento espacial, que testou a tecnologia em órbita por dois anos.
Os relógios atômicos funcionam acompanhando os níveis de energia dos elétrons. “Quando um elétron muda de nível de energia, ele absorve ou emite luz em uma frequência semelhante a todos os átomos de um determinado elemento”, explicou a universidade no mesmo comunicado. “Relógios atômicos ópticos mantêm o tempo com um laser ajustado para corresponder precisamente a essa frequência, e eles exigem alguns dos lasers mais avançados do mundo para manter o tempo com precisão”.
O novo estudo criou um relógio multiplexado, que separava estrôncio Átomos em uma linha em uma única câmara de vácuo. A equipe usou um “laser relativamente inferior”, como Kolkowitz o chamou, que ainda é capaz de produzir níveis recordes de precisão de medição.
Se eles acenderem o laser em apenas uma hora, o laser excita elétrons no mesmo número de átomos por apenas um décimo de segundo. Mas com duas horas ao mesmo tempo, os átomos permaneceram excitados por 26 segundos.
“Normalmente, nossos lasers limitarão o desempenho desses relógios”, disse Kolkowitz. “Mas como os relógios estão no mesmo ambiente e expõem exatamente a mesma luz laser, o efeito do laser desaparece completamente.”
O grupo então tentou medir as diferenças entre os relógios especificamente, porque dois grupos de átomos em ambientes ligeiramente diferentes estão “chutando” em taxas diferentes devido a mudanças nos campos magnéticos ou gravitacionais. A equipe executou o experimento mais de 1.000 vezes para medir a diferença e encontrou mais precisão nessa medição ao longo do tempo.
Em última análise, os pesquisadores detectaram uma diferença na taxa de sinalização entre dois relógios atômicos que “corresponde a diferir um do outro em apenas um segundo a cada 300 bilhões de anos – uma medição precisa de cronometragem que estabelece um recorde mundial para dois relógios separados espacialmente”, a universidade disse.
Coincidentemente, um estudo não relacionado na mesma edição da Nature publicou uma diferença de frequência entre a parte superior e inferior de uma nuvem de átomos dispersos cerca de 10 vezes melhor do que a do grupo UW-Madison.
O outro estudo, liderado por um instituto de pesquisa no Colorado chamado JILA (anteriormente Joint Institute for Laboratory Astrophysics), estabeleceu o recorde mundial geral para a menor diferença de frequência. O grupo UW-Madison vem em segundo lugar.
“O surpreendente é que mostramos um desempenho semelhante ao da linha JILA, apesar do fato de estarmos usando um laser que é uma ordem de magnitude pior”, disse Kolkowitz. “Isso é realmente importante para muitas aplicações do mundo real, onde nosso laser se parece muito com o que você obteria em campo.”
Siga Elizabeth Howell no Twitter Incorporar tweet. Siga-nos no Twitter Incorporar tweet ou Facebook.
“Especialista em comida. Nerd de álcool. Leitor extremo. Empreendedor. Fanático devoto de mídia social. Especialista em cerveja ávido. Introvertido. Pensador freelance.”