Relógio atômico da USP contribui para definição internacional do tempo

Quanto dura um segundo? O dispositivo localizado em São Carlos passa a integrar a rede que controla a hora mundial

Editorias: Universidade - URL Curta: jornal.usp.br/?p=219530
Um dos relógios atômicos em desenvolvimento no laboratório da USP em São Carlos – Foto: Daniel Varela

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Ao entrar no Laboratório de Referências de Tempo e Espaço da USP, em São Carlos, uma pessoa comum dificilmente conseguiria adivinhar que aquele conjunto de máquinas ocupando o espaço de uma mesa de jantar é, na verdade, um relógio. Não como aqueles de parede ou de pulso, mas um relógio atômico: um dispositivo extremamente preciso usado para definir a duração do segundo.

Desde dezembro do ano passado, este laboratório no interior de São Paulo passou a fazer parte da rede coordenada pela BIPM (sigla para Bureau International des Poids et Mesures), agência internacional que controla a hora oficial do planeta a partir da medição feita por relógios atômicos localizados em 59 países.

“Geralmente quem participa são os institutos de metrologia de cada país. No Brasil, há os relógios do Observatório Nacional e do Inmetro, ambos no Rio de Janeiro, e agora a USP começou a contribuir. Não é comum que uma universidade participe, este é um reconhecimento importante do nosso trabalho”, afirma o engenheiro Daniel Varela Magalhães, responsável pelo laboratório. Ele é professor da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), que mantém o local em parceria com o Instituto de Física de São Carlos (IFSC), seu vizinho no campus da USP.

Os relógios atômicos calculam as oscilações dos elétrons no interior do átomo de césio 133 (um tipo de átomo estável deste elemento químico que não emite radiação nociva). O átomo é submetido a uma “perturbação” para passar para um outro estado. O tempo que dura um segundo, então, é o quanto leva para que esse processo aconteça – o que exige exatamente 9.192.631.770 ciclos de oscilação da radiação. Também são utilizados outros elementos para “alimentar” o relógio, mas o césio é o mais comum.

Por que saber a hora certa?

Professor Daniel Varela e um dos três relógios em desenvolvimento no laboratório – Foto: Assessoria de Comunicação IFSC

A precisão do segundo é medida em números com várias casas decimais, um “exagero” que tem explicação: saber a hora certa é o que faz funcionar corretamente os sistemas de navegação, telecomunicação e computação.

A velocidade da internet que chega em nossas casas, o GPS usado na aviação e a confiabilidade de operações bancárias com criptomoedas dependem disso, exemplifica Daniel.

Para se ter uma ideia, os super-relógios atrasam um segundo em uma escala de milhares de anos, enquanto um relógio de pulso comum chega a atrasar cerca de um segundo por dia.

O laboratório da USP tem os únicos relógios atômicos genuinamente construídos no Brasil: são três em desenvolvimento atualmente. Há também dois relógios comerciais – ou seja, que estão disponíveis no mercado – e é um deles que envia diariamente relatórios de medições para o servidor de dados da BIPM.

A USP na rede que controla a hora mundial

Mas se é um relógio comercial disponível para qualquer pessoa (ainda que a preços impraticáveis), qual a importância da USP passar a enviar esses dados para a instituição internacional? O que ocorre é que a frequência emitida pelos relógios atômicos pode sofrer interferências dependendo da temperatura ou da pressão atmosférica, por exemplo. Ter vários dispositivos espalhados pelo mundo, então, ajuda a encontrar uma medida mais confiável, comparando os dados. A Universidade passar a contribuir para essa espécie de consórcio de relógios a coloca ao lado dos grandes centros de referência na área no mundo.

Nos próximos anos, com o avanço das pesquisas no laboratório, a ideia é que os relógios experimentais – estes que foram construídos na USP e estão sendo constantemente aperfeiçoados pelos cientistas – também passem a contribuir com os cálculos feitos pela organização internacional. Atualmente, apenas nove países participam da BIPM com relógios de laboratório – um time de elite do qual o Brasil almeja participar.

O grupo de São Carlos pertence ao Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (Cepof), que reúne estudiosos de diversas instituições paulistas. Segundo o coordenador do centro e professor do IFSC, Vanderlei Bagnato, a contribuição para o segundo internacional mostra que a metrologia é um dos talentos da cidade. “Aqui reside o único laboratório do hemisfério sul a desenvolver padrões primários de tempo. Se as empresas pararem de comercializar relógios atômicos, nós, em São Carlos, teremos como manter muita coisa funcionando”, diz.

Com informações da Assessoria de Comunicação do IFSC

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