&bala; Física 18, s7
Os pesquisadores construíram um relógio óptico usando um conjunto de íons presos – uma arquitetura que pode ser ampliada para aumentar a precisão do relógio.
Melhorar a precisão dos relógios ópticos depende da redução de dois tipos de incerteza: estatística e sistemática. Normalmente, os dispositivos que minimizam um tipo de incerteza pagam por isso com um aumento no outro. Nimrod Hausser e Jonas Keller do Instituto Nacional de Metrologia (PTB) na Alemanha e colegas demonstraram agora um relógio óptico que promete excelente desempenho em ambos os aspectos (1). Os pesquisadores dizem que seu dispositivo poderia eventualmente ser usado para definir com mais precisão o segundo.
Um relógio óptico mede o tempo com base na frequência de uma transição atômica chamada transição de relógio. Em dispositivos baseados em átomos neutros aprisionados opticamente, a frequência de transição é afetada pelos campos de laser de captura, que perturbam os níveis de energia dos átomos. Isso causa incerteza sistemática. Os relógios de íons aprisionados empregam campos elétricos para aprisionamento, que transmitem uma perturbação menor no nível de energia, reduzindo a contribuição associada à incerteza sistemática. Enquanto milhares de átomos neutros podem ficar presos ao mesmo tempo, os íons normalmente ficam presos em pequenos números. Um relógio iônico precisaria, portanto, operar por mais de uma semana para corresponder à incerteza estatística que um relógio de átomo neutro pode atingir em menos de uma hora, diz Keller.
No novo dispositivo, até quatro íons de índio e oito íons de itérbio são presos em uma matriz 1D chamada cristal de Coulomb. Os íons de índio são usados para sua transição de clock estável. Os íons de itérbio são usados para resfriar os íons de índio por meio da interação de Coulomb, já que os átomos de índio não podem ser resfriados com eficiência a laser. O dispositivo atinge uma incerteza estatística equivalente à dos melhores relógios iônicos existentes. Mas oferece o potencial de se igualar aos relógios de átomos neutros, ampliando a configuração para incluir muito mais íons de índio, dizem os pesquisadores.
–Marric Stephens
Marric Stephens é editor correspondente da Revista Física com sede em Bristol, Reino Unido.
Referências
- HN Hausser e outros.“115Em+–172Sim+ Relógio de cristal Coulomb com 2,5 × 10−18 incerteza sistemática”, Física. Rev. 134023201 (2025).
