As horas, as horas, os minutos, os segundos ... quem não olhou mil e uma vez no relógio ao longo do dia para ver se chega atrasado ou adiantado para um compromisso, para ver quanto falta para gozar para o trabalho ou simplesmente para ver como passa rápido o seu tempo quando você está se divertindo no bar com amigos ou família. Existem pessoas que avançam o relógio para serem cautelosas e outras que se atrasam em todos os lugares porque não olham para o relógio a tempo. Mas certamente você se perguntou: haverá um relógio perfeitamente sincronizado que marca a hora exata para todos?
Sim, existe e é chamado relógio atômico. É um relógio que funciona operando um contador que usa uma ressonância atômica ou vibração. É o relógio feito pelo homem mais preciso até hoje. Quer saber como funciona e de que é feito? Continue lendo e conheça todos os seus segredos.
Como funciona o relógio atômico
Como já mencionamos anteriormente, saber a hora a qualquer hora pode ser necessário para fazer seus planos do dia-a-dia e ficar tranquilo. Portanto, você precisa ter um relógio bem ajustado para saber bem a hora do dia em que você está. Um relógio adiantado ou atrasado não nos serve de nada. Com o relógio atômico, isso não acontece conosco porque é o homem mais preciso já criado.
Se o compararmos com o relógio mecânico tradicional, que baseia o seu funcionamento no pêndulo, este é diferente. O primeiro funciona com uma oscilação que move uma série de engrenagens associadas entre si para marcar um ritmo constante que indica a passagem de segundos, minutos e horas. Porém, o relógio atômico funciona pela frequência das variações energéticas dos átomos na região do espectro eletromagnético de microondas.
O relógio usa um material chamado Maser. É um amplificador de microondas para emissão estimulada de radiação. Embora pareça complexo, nada mais é do que um sistema capaz de amplificar os sinais mais fracos e transformá-los na franja de microondas do espectro eletromagnético. É como se fosse um laser.
Este Maser é bombeado por um transmissor de rádio com uma frequência de 0,000000001 segundos por dia. A precisão desse bombeamento é muito grande. Por este motivo, quando o rádio emissor é acoplado à frequência nas variações da radiação de um elemento atômico, os íons aí existentes são capazes de absorver a referida radiação e emitir luz. Tudo isso acontece graças às emissões de ondas de rádio.
Transformação de dados em tempo
Quando os íons absorvem a radiação e emitem luz, uma célula fotoelétrica capta o momento exato em que a luz é emitida e, por meio de um circuito, inicia a conexão com um medidor. O contador é a peça encarregada de poder registrar o número de vezes que a onda esperada começa a emitir.
Todos os dados obtidos no contador das vezes que o íon emite luz são passados para um computador. É quando todas as operações necessárias para enviar os pulsos aos receptores começam a ser realizadas. Os receptores finais são aqueles que nos mostram visualmente o tempo correto.
O isótopo usado para absorver radiação e emitir luz é o Césio 133. Este isótopo é aquecido para que possa liberar seus átomos e, com as cargas elétricas que possuem, podem ser conduzidos através de um tubo vazio com um campo eletromagnético que atua como um filtro para que apenas os átomos cujo estado de energia seja o necessário pode passar.
Importância do relógio atômico
Certamente você já pensou em ter um relógio atômico para ter a melhor precisão do mundo e nunca se atrasar em lugar nenhum. No entanto, trata-se de um relógio destinado à pesquisa, dada a sua grande precisão. Não é usado apenas para cronometrar os tempos de reações químicas ou para realizar experimentos onde o tempo é uma variável importante a se levar em conta. É muito útil saber as variações que existem na velocidade do tempo.
Até agora, um dos experimentos mais completos e famosos em que o relógio atômico tem sido usado é enviar aviões em direções opostas ao redor da Terra. Assim que os aviões partem de suas origens, o relógio é acionado e o tempo que os dois levam para chegar é medido. É assim que se verifica que a relatividade especial é válida. Outro experimento é colocar um relógio atômico no porão de um arranha-céu e outro no telhado para ver a diferença entre os dois. Para esses tipos de experimentos, você precisa de um relógio de grande precisão.
Atualmente, esse relógio atômico é usado para a formação dos satélites GPS que estamos acostumados a usar em nossos smartphones ou carros. Portanto, o tempo desses dispositivos é muito preciso. Pelo que se pode perceber, não tem um uso laboratorial restritivo, mas é indiretamente utilizado por todos nós.
Podemos ter um relógio atômico portátil?
Quem não quer ter um relógio tão preciso como este nas mãos vai a todo o lado sabendo a hora exacta. No entanto, os relógios atômicos nunca podem chegar às nossas mãos. Eles têm um grande problema e é que para ter uma precisão tão boa requerem ambientes muito estáveis e temperaturas muito frias. É apenas nesses ambientes que a precisão precisa do relógio atômico vem à tona.
Por outro lado, os relógios que podemos adquirir atualmente eles são bastante precisos e estima-se que não haveria grandes opções de mercado. Dados seus componentes e sua dificuldade de manutenção, seria um relógio de alto custo e não causaria impacto no mercado. Não há muita perspectiva de venda que incentive o desenvolvimento de mecanismos para ter um relógio de pulso atômico.
É possível observar constantemente pessoas no mundo que não sabem o que fazer com seu dinheiro e talvez esse grupo de pessoas esteja disposto a pagar preços altíssimos por esse tipo de relógio tão preciso em seu pulso. Apenas dizer que eles têm algo único e diferente de outras pessoas pode ser uma boa opção de mercado.
Seja como for, é um tipo de relógio muito necessário para a ciência e que ajuda a compreender melhor o mundo em que vivemos.