Relógio atômico portátil que medirá picossegundos poderá ser usado em aviões

Um novo relógio atômico de altíssima precisão, robusto e portátil. Esse é o objetivo do novo projeto do DARPA, chamado Robust Optical Clock Network (ROCkN). O relógio será pequeno o suficiente para caber dentro de uma aeronave militar, por exemplo.

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O tempo dos nossos relógios domésticos não é preciso o suficiente para algumas operações científicas e militares. Estes, precisam de uma contagem com precisão de um trilionésimo de segundo, por isso cientistas de todo o mundo buscaram nos últimos 30 anos criar os relógios atômicos mais precisos.

Um relógio atômico funciona usando um feixe de ondas eletromagnéticas para medir a frequência dos átomos, que são estimulados externamente para produzir uma oscilação sempre na mesma frequência. O feixe usado anteriormente era de micro-ondas, mas ao substituí-lo por luz, a precisão aumentou por um fator de 100.

Relógios atômicos avançados não são apenas precisos hoje, mas continuarão precisos por tanto tempo que o Sistema Solar nem existirá mais quando tiverem o primeiro segundo de atraso. Na verdade, os mais modernos podem manter a precisão de bilionésimos de segundos por mais tempo que a idade atual do universo.

Contudo, eles ainda são máquinas delicadas e ocupam salas enormes. Ou seja, não são práticas para aplicação militar, por exemplo, pois os sistemas modernos de internet, GPS e outros requerem cronometragem ao nível de nanossegundos. Com isso, sistemas digitais das operações de diversas naturezas podem ser sincronizados adequadamente.

Sem tal sincronização, seria impossível enviar dados de um lugar para outro sem que a maioria dos pacotes de informações se perca. Assim, o programa ROCKN visa estudar a física básica do princípio por trás do relógio óptico atômico e encontrar uma maneira de fazer aparelhos pequenos, leves e sem muito custo energético.

Além disso, a DARPA pretende fazer destes relógios os mais precisos, superando os relógios atômicos de última geração. Eles mediriam o tempo em picossegundos e poderiam ser instalados em um caça ou satélite. Também seriam resistentes o suficiente para suportar altas temperaturas, aceleração e ruído vibracional de um avião ou um foguete em lançamento.

Há ainda um segundo projeto, cujo objetivo será criar uma versão maior, poderá ser usada em um navio da Marinha ou unidade de campo, com precisão de um nanossegundo por até 30 dias sem um sinal de GPS externo. "O objetivo é fazer a transição dos relógios atômicos ópticos de elaboradas configurações de laboratório para versões pequenas e robustas que podem operar fora do laboratório", disse Tatjana Curcic, do DARPA.

Este programa terá duração de quatro anos, de acordo com a DARPA; cada uma das duas fases terá dois anos para ser desenvolvida. Na Fase 1, eles desenvolverão um pacote de física para demonstrar a tecnologia e, na Fase 2, desenvolverão relógios totalmente operacionais. Ao final do programa, será demonstrada a sincronização entre relógios estacionários, móveis e aéreos.

Fonte: DARPA; via New Atlas