Autor: Luiz Neto | Publicado: 2016-05-30T18:48:00-07:00


Relógio nuclear: 10 vezes mais preciso que relógio atômico




Redação do Site Inovação Tecnológica&nbsp;-&nbsp;
20/05/2016




O núcleo de um isômero do elemento tório é único que se conhece que pode
 se tornar a base de um relógio nuclear.   [Imagem:&nbsp;Christoph Düllmann]





Relógio atômico e relógio nuclear


Parecia improvável que alguém pudesse reclamar da precisão dos relógios atômicos,
 nossos cronômetros mais precisos. O recordista atual atrasaria no 
máximo um segundo em 20 bilhões de anos - o que é bastante se comparado 
com os 13,7 bilhões de anos que os cientistas calculam como sendo a 
idade do Universo.


Pois não apenas é desejável superar essa precisão para inúmeras aplicações práticas, como também agora é possível fazer isso.


Mas o que pode superar a precisão dos relógios atômicos?


Os relógios nucleares que, em vez de se basearem no átomo inteiro, 
usarão apenas seu núcleo, que é 100 mil vezes menor e, portanto, está 
muito menos sujeito a interferências externas.


Núcleo atômico único


Os físicos sonham com os relógios nucleares há muito tempo, mas só 
agora Lars von der Wense e seus colegas da Universidade 
Ludwig-Maximilians de Munique, na Alemanha, conseguiram demonstrar 
experimentalmente um estado de energização há muito tempo procurado - um
 isômero nuclear em um isótopo do elemento tório (Th).


Embora sejam conhecidos mais de 3.300 tipos de núcleos atômicos, 
apenas o núcleo do isótopo de tório com massa atômica 229 (Th-229m) 
oferece uma base adequada para um relógio nuclear. Ele é o único a 
apresentar um estado de excitação - ganho de energia - que fica apenas 
ligeiramente acima do seu estado fundamental.


Como ele não ocorre naturalmente, há 40 anos os físicos tentavam produzi-lo em laboratório para ver se a teoria está correta.


"Espera-se que o Th-229m apresente uma meia-vida muito longa, entre 
minutos e várias horas. Assim, deve ser possível medir com precisão 
extremamente alta a frequência da radiação emitida quando o estado 
nuclear excitado cair de volta para o estado fundamental," explica o 
professor Peter Thirolf.



Relógio atômico conecta diretamente o tempo à matéria



O experimento tour de force
 exigiu o desenvolvimento de um complexo sistema sensor para capturar e 
medir o núcleo atômico de tório.     [Imagem: Lars von der Wense/LMU 
Munich]

Meia-vida


A possibilidade de construir um relógio nuclear tornou-se realidade 
quando a equipe conseguiu detectar diretamente pela primeira vez a 
transição do Th-229m.


Eles usaram urânio-233 que, ao sofrer um decaimento radioativo alfa, 
gerou o tório-229, que foi então isolado na forma de um feixe de íons. 
Parece fácil, mas eles descreveram seu experimento como um tour de force, uma proeza fruto de muito esforço e habilidade - basta ver que ninguém mais havia conseguido em mais de 40 anos de tentativas.


O próximo passo será caracterizar as propriedades da transição 
nuclear do tório 229 de forma mais precisa, particularmente a meia-vida 
do isômero, e checar se a diferença de energia entre os dois estados 
bate com o que a teoria prevê.


Esses dados permitirão definir um laser que possa ser ajustado para a
 frequência de transição, o que é um pré-requisito para um controle 
óptico dessa transição, tornando então realidade o relógio nuclear.
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=relogio-nuclear&amp;id=010130160520&amp;ebol=sim#.V0zsiSE72hE