O Bureau Internacional de Pesos (BIPM) em Sèvres, perto de Paris, geralmente calculahorário internacional,
“Para aproveitar ao máximo os relógios ópticos em UTC, é importante melhorar os métodos de comparação dos relógios mundiais”, explica Gerard Petit, físico do departamento de tempo do BIPM.
Um relógio atômico é um dispositivo para medir o tempo, emque usa vibrações que ocorrem no nível dos átomos ou moléculas como padrão. O Sistema Internacional de Unidades define um segundo como 9 192 631 770 períodos de radiação eletromagnética decorrente da transição entre dois níveis do estado fundamental do átomo de césio-133.
O relógio atômico é essencial na navegação. A determinação da posição de espaçonaves, satélites, mísseis balísticos, aviões, submarinos, bem como a movimentação de carros em modo automático via comunicações por satélite (GPS, GLONASS, Galileo) são impossíveis sem um relógio atômico. Os relógios atômicos também são usados em sistemas de telecomunicações terrestres e por satélite, incluindo estações base para comunicações móveis, escritórios de padrões internacionais e nacionais e serviços de tempo de precisão, que periodicamente transmitem sinais temporários por rádio.
No entanto, os relógios atômicos têm suas próprias complexidades -relógios atômicos ópticos modernos, que são baseados em lasers interagindo com átomos ultracold, fornecem uma precisão muito maior do que as comunicações por satélite que os ligam.
São usados antenas e um relógio em uma matriz óptica. Canto superior esquerdo: antena de 2,4 m instalada no INAF, Itália. Meio superior: antena de 2,4 m instalada em NICT, Japão. Canto superior direito: antena de 34 m localizada em NICT, Japão. Embaixo à esquerda: um relógio de itérbio em uma rede óptica em operação no INRIM, Itália. Inferior direito: Um relógio em uma matriz óptica baseada em estrôncio localizada em NICT, Japão. Crédito: Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação (NICT), exceto canto inferior esquerdo. Crédito: Instituto Nacional de Medicina Metrológica (INRIM).
No novo estudo, fontes de rádio extragalácticas de alta energia estão substituindo os satélites como fontes de referência.O grupo de Sekido Mamoru no NICT desenvolveu dois radiotelescópios dedicados, um implantado no Japão e outro na Itália, para realizar a conexão usando interferometria de linha de base muito longa (VLBI).Esses telescópios podem realizar observações em uma ampla faixa de frequências, e antenas com um diâmetro de apenas 2,4 metros permitempara carregá-los.
"Queremos mostrar que o VLBI de banda larga pode ser uma ferramenta poderosa não só em geodésia e astronomia, mas também em metrologia", explicaSekido.
O objetivo da colaboração era conectar dois relógios ópticos na Itália e no Japão, separados por uma distância base de 8.700 km.Este relógio carrega centenas de átomos ultrafrios em uma rede óptica, uma armadilha atômica criada com luz laser.Diferentes partículas atômicas são usadas no relógio: itérbio para relógios em INRIM e estrôncio em NICT.Ambos são candidatos à futura substituição do segundo no Sistema Internacional de Unidades (SI).
“Hoje é uma nova geração de relógios ópticosempurra para revisar a definição do segundo. O caminho para a redefinição deve enfrentar o desafio de comparar relógios em escala intercontinental global, com melhor desempenho do que hoje ”, disse David Kalonico, chefe de metrologia quântica e nanotecnologia e coordenador de pesquisa do INRIM.
A comunicação é possível observando quasares a bilhões de anos-luz de distância: fontes de rádio alimentadas por buracos negros com massas de milhões de massas solares, mas tão distantes que podem ser considerados pontos fixos no céu.Telescópios apontam para a nova estrela a cada poucos minutos para compensar a influência da atmosfera."Observamos o sinal não de satélites, mas de fontes de rádio espacial", comentou o projetoIdo Tetsuya, Diretor do Laboratório de Padrões Espaciais e Coordenador de Pesquisa do NICT.
Além de melhorar a cronometragem internacional, essa infraestrutura também abre novas maneiras de estudar a física fundamental e a relatividade geral, estudar variações no campo gravitacional da Terra ou mesmo variações nas constantes fundamentais que sustentam a física.
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