Recentemente, os pesquisadores também têm explorado o possível desenvolvimento de um relógio molecular. Esses sistemas
“Nosso trabalho recente é resultado de anos deesforços para criar o chamado relógio molecular”, disse Tanya Zelevinsky, uma das pesquisadoras e autoras do novo trabalho, em entrevista ao Phys.org. “Fomos inspirados pelo rápido progresso na precisão dos relógios atômicos. Os relógios moleculares são baseados em um mecanismo de "tique-taque" diferente e, portanto, podem ser sensíveis a fenômenos adicionais. Uma delas é a ideia de que as constantes fundamentais da natureza podem mudar muito pouco ao longo do tempo. Outra possibilidade é que a gravidade entre objetos muito pequenos pode diferir das interações em escalas maiores”.
Relógio molecular criado por Zelevinsky e seucolegas são baseados na molécula diatômica Sr₂, estruturalmente semelhante a duas pequenas esferas conectadas por uma mola. O relógio usa especificamente os modos vibracionais desta molécula como uma referência de frequência precisa, que por sua vez permite que o tempo seja rastreado.
A imagem de moléculas superfrias quebradas em átomos foi usada pelos pesquisadores. Foto: K. H. Leung
“Nossos relógios exigem o uso de lasers pararesfriar átomos perto do zero absoluto e mantê-los em armadilhas óticas, fazendo com que se combinem em moléculas e apontem lasers de “relógio” de alta precisão para realmente fazer uma medição”, explicou Zelevinsky. “A vantagem dos relógios moleculares é a sensibilidade muito baixa a campos magnéticos ou elétricos errantes e o tempo de vida natural muito longo dos modos vibracionais.”
Em um estudo publicado na revista PhysicalReview X, Zelevinsky e colegas avaliaram a precisão dos relógios moleculares em uma série de testes medindo seu viés. Eles descobriram que seu projeto minimizou significativamente as fontes de erro, e o próprio relógio atingiu um erro sistemático total de 4,6 × 10−14, demonstrando uma precisão particularmente alta.
Pequenas mudanças na posição da ressonância do relógio, dependendo do comprimento de onda da luz excitante (indicada pela cor), limitam a precisão de um relógio vibratório. Foto: K. H. Leung
Relógio molecular vibratório criadopor um grupo de pesquisadores, pode se tornar o padrão para aplicações de frequência terahertz, bem como a base para a criação de novas ferramentas para espectroscopia molecular. Seu design também pode ser alterado substituindo as moléculas de Sr₂ por outras variantes isotópicas (com massa diferente).
“No futuro, esperamos aplicarpreste atenção para entender a estrutura molecular com a mais alta precisão e estudar qualquer possível assinatura de gravidade não newtoniana na escala nanométrica”, conclui Zelevinsky.
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Foto da capa por: Alex Berger