Os relógios atômicos que conseguem precisar o tempo

Muitas vezes a gente não para pra pensar no quão importante o tempo é em nossas vidas. Toda a nossa existência está ligada a ele, e apesar disso, sua existência se baseia no que a humanidade define que é o tempo. É por esse motivo que, para tentar “universalizá-lo”, foi desenvolvido uma maneira de deixá-lo mais preciso.

Em Londres, no Laboratório Nacional de Física (NPL), está presente um dos mais importantes masers de hidrogênio — ou relógios atômicos. Ele se soma a outros 400 espalhados por todo o mundo, que nos permitem definir (ou algo próximo a isso) as horas com precisão de nanossegundos. E sem esses relógios, a nossa vida atual poderia ser muito mais caótica.

A solução atômica

(Fonte: NPL/Reprodução)

Até o início do século XX, o tempo era medido a partir da posição do Sol. Porém, como a rotação da Terra nunca é constante, foi preciso definir um padrão melhor para algo tão essencial nas nossas vidas. No início daquele século, então, físicos quânticos sugeriram que os átomos poderiam ser a resposta para esse problema.

Esses relógios aplicam uma frequência específica de radiação eletromagnética a um átomo, fazendo seus níveis de energia mudarem. Com um contador eletrônico para acompanhar essas transições, é possível criar padrões infinitamente mais precisos que a rotação da Terra.

Os masers de hidrogênio no NPL em Londres são alguns dos relógios atômicos mais importantes do mundo, e existem algumas centenas deles ao redor do mundo. Mas isso não significa que eles são perfeitos, e também existem algumas variáveis que precisam ser consideradas.

Os metrologistas, portanto, precisam resolver esses problemas. Eles registram e refinam as informações de tempo de seu banco de relógios atômicos, e aplicam a correção ocasional se o relógio parecer estar se desviando. Depois o NPL envia esses dados para o Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), em Paris. Lá, os cronometristas criam uma média das medições de vários relógios, dando peso extra aos relógios de melhor desempenho. Esse processo gera o que é chamado de Tempo Atômico Internacional (TAI).

A padronização do tempo

(Fonte: Unsplash)

Uma vez por mês, o BIPM envia o TAI em um documento extremamente importante chamado "Circular-T". Com este documento, os órgãos nacionais podem orientar seus relógios e padronizar os horários do país. Para o Reino Unido, esse é o trabalho da NPL, no Brasil é o Conmetro quem faz isso, e há muitos outros ao redor do mundo. Com isso, os países podem ter uma base sempre atualizada para o horário, com precisão de nanossegundos.

Embora a maioria das pessoas não precise saber o tempo com tamanha precisão, sem isso, muitas indústrias e tecnologias poderiam não funcionar. "A navegação por satélite é provavelmente um dos requisitos de alta precisão mais onipresentes, mas existem outros", diz o metrologista Patrick Gill da NPL. "Sincronização de comunicação, distribuição de energia e negociação financeira exigem tempo de alta precisão". Além disso, tecnologias como a rede 5G é construída em sincronização precisa, assim como a tecnologia de navegação que orienta os veículos autônomos.