À medida que o tempo passa, temos vindo a assistir a cada vez mais feitos dos relógios atómicos. Somam-se duas novas façanhas divulgadas em dois artigos científicos na última edição da revista Nature. Num deles uma equipa mediu com relógios atómicos um dos aspectos da teoria geral da relatividade a uma escala milimétrica. No outro criou-se um dos relógios atómicos “com maior desempenho de sempre”, de acordo com a própria equipa.

Um relógio atómico é um relógio extremamente preciso e com uma escala de tempo baseada nas vibrações de um átomo ou molécula. Estes são mesmo os instrumentos de medição de tempo com maior precisão do mundo: usam lasers para medir as vibrações dos átomos, que oscilam numa frequência constante, como se fossem pêndulos microscópicos sincronizados. A sua precisão na medição do tempo pode ter impactos na vida quotidiana como nas tecnologias que nos dão informação sobre o posicionamento geográfico, ou em diferentes áreas de investigação científica.

Esta quarta-feira, uma equipa liderada por cientistas do Instituto Conjunto do Laboratório de Astrofísica (nos Estados Unidos) revelou na Nature que mediu um dos aspectos da teoria geral da relatividade de Albert Einstein – ou mais especificamente, o efeito chamado “dilatação do tempo” – a uma escala milimétrica. Em comunicado, a equipa refere que fez isso à escala mais baixa de sempre. Neste trabalho, mostrou-se que dois pequenos relógios atómicos separados apenas por um milímetro fizeram “tique-taque” a ritmos diferentes.

“O resultado mais importante e entusiasmante é que podemos potencialmente ligar a física quântica com a gravidade, por exemplo, ao investigar física complexa quando as partículas estão distribuídas em diferentes locais na curva do espaço-tempo”, diz em comunicado Jun Ye, investigador do Instituto Conjunto do Laboratório de Astrofísica e um dos autores do trabalho. O cientista também considera que os resultados agora alcançados permitem sugerir que podem ser feitos relógios atómicos 50 vezes mais precisos do que os actuais, bem como uma via para se saber melhor como a relatividade e a gravidade interagem com a mecânica quântica.

Uma outra equipa coordenada por investigadores da Universidade de Wisconsin-Madison (nos Estados Unidos) também anunciou que fez um dos relógios atómicos “com maior desempenho de sempre”, de acordo com a própria equipa em comunicado. Conhecido como “relógio atómico de rede óptica”, este instrumento consegue medir diferenças no tempo a uma precisão equivalente a perder apenas um segundo a cada 300 mil milhões de anos. Este é também o primeiro exemplo de um relógio óptico “multiplexado”, onde seis relógios podem existir no mesmo ambiente.

A equipa adianta ainda que a forma como está concebido permite testar formas de investigar ondas gravitacionais ou de detectar matéria escura. “Os relógios de rede óptica já são os melhores relógios do mundo e aqui conseguimos um nível de desempenho que ninguém tinha visto antes”, indica Shimon Kolkowitz, da Universidade de Wisconsin-Madison e um dos autores do trabalho. “Estamos a trabalhar para conseguirmos melhorar ainda o seu desempenho e desenvolver aplicações emergentes possíveis devido ao seu desempenho melhorado.”