Filmes finos de tório podem transformar precisão e acessibilidade de relógios atômicos.

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Por João Silva
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Relógio atômico com filme fino de tório brilhante.

São PauloCientistas da UCLA avançaram no aprimoramento de relógios atômicos utilizando o tório-229 em filmes finos, no lugar dos habituais cristais dopados com tório. Essa mudança ajuda a superar os problemas de escassez e maior radioatividade associados ao uso de cristais de tório. O uso de filmes finos de tório-229 pode tornar os relógios atômicos menores, mais baratos e mais acessíveis.

Filmes finos de tório-229 apresentam vantagens significativas: possuem baixa radioatividade, tornando-os mais seguros de utilizar. Podem ser produzidos em grandes quantidades e a um custo reduzido. Proporcionam um ambiente estável para os núcleos, o que aumenta a precisão.

Relógios atômicos funcionam monitorando as vibrações dos átomos. Atualmente, esses relógios aprisionam átomos em câmaras de vácuo e os resfriam para obter medições precisas de tempo. Contudo, esses sistemas são grandes e complexos. Filmes finos de tório-229 podem oferecer uma solução menor e mais simples, utilizando alterações de energia nuclear em uma taxa muito mais rápida. Um relógio nuclear pode estabelecer novos padrões de precisão na medição do tempo. Sua maior estabilidade e precisão podem torná-los úteis em diversos campos científicos e industriais.

Relógios à base de tório não apenas marcam o tempo, mas também permitem que cientistas investiguem as leis fundamentais da física. Através de uma espectroscopia nuclear detalhada, pesquisadores podem analisar como os núcleos atômicos interagem. Esse exame minucioso pode ajudar a testar teorias atuais sobre matéria e energia, e até mesmo levar a novas descobertas científicas.

Relógios de tório podem aprimorar a navegação por satélite, as telecomunicações e o mercado de alta frequência, oferecendo maior precisão e estabilidade. Isso resultaria em melhorias significativas de desempenho nessas áreas. Com o avanço das técnicas para criar filmes de tório, esses relógios têm o potencial de se tornar fundamentais para qualquer tecnologia que exija a maior precisão na medição do tempo.

Tecnologia de filme de tório pode proporcionar um futuro em que manter a precisão extrema do tempo seja possível e útil no dia a dia. Esse novo avanço pode aprimorar a pesquisa científica e diversas aplicações comerciais, superando as capacidades dos atuais relógios atômicos.

O estudo é publicado aqui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-08256-5

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

Chuankun Zhang, Lars von der Wense, Jack F. Doyle, Jacob S. Higgins, Tian Ooi, Hans U. Friebel, Jun Ye, R. Elwell, J. E. S. Terhune, H. W. T. Morgan, A. N. Alexandrova, H. B. Tran Tan, Andrei Derevianko, Eric R. Hudson. 229ThF4 thin films for solid-state nuclear clocks. Nature, 2024; 636 (8043): 603 DOI: 10.1038/s41586-024-08256-5
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