Os cientistas conseguiram observar a teoria geral da relatividade de Einstein na menor escala já experimentada, provando que os dois relógios marcaram muito ligeiramente quando foram separados por apenas uma fração de milímetro.
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De acordo com Jun Ye, da Universidade de Boulder, no Colorado, é “de longe” o relógio mais preciso já desenvolvido. E pode abrir caminho para novas descobertas na mecânica quântica, que governa o mundo subatômico.
O pesquisador e seus colegas publicaram seus resultados quarta-feira na prestigiosa revista Nature, descrevendo avanços técnicos que lhes permitiram criar um objeto 50 vezes mais preciso do que seu relógio anterior, que já quebrou o recorde de precisão em 2010.
A teoria geral da relatividade de Einstein, segundo a qual o campo gravitacional de um objeto muito grande distorce o espaço-tempo, data de 1915. De acordo com essa teoria, o tempo diminui à medida que nos aproximamos de uma massa importante.
Mas isso só foi verificado muito tempo depois, graças à invenção dos relógios atômicos, que medem o tempo detectando a passagem dos átomos para um estado de energia mais alto, quando expostos a uma determinada frequência.
Em 1976, um dos experimentos envolveu o envio de um relógio para o espaço, que foi 1 segundo mais rápido a cada 73 anos do que seu equivalente na Terra.
Desde então, os relógios tornaram-se mais precisos e, portanto, melhores para detectar os efeitos da relatividade.
Há uma década, a equipe de Jun Ye quebrou um recorde ao notar a diferença de fuso horário quando o relógio foi levantado 33 cm.
A descoberta de Jun Ye foi trabalhar com os chamados relógios de “grade ótica”, usando lasers para prender átomos de certas maneiras. Essa técnica evita que eles caiam devido à gravidade ou movimento, o que pode causar perda de precisão.
Dentro do novo relógio estão 100.000 átomos de estrôncio, ensanduichados em várias camadas, com uma altura total de um milímetro.
O relógio é tão preciso que, quando esse grupo foi dividido em duas metades, os cientistas conseguiram detectar as diferenças de tempo entre as metades superior e inferior.
Nesse nível de sensibilidade, os relógios atuam como sensores.
“O tempo e o lugar estão ligados”, disse Jun Ye à AFP. “E com uma medição tão precisa do tempo, você pode ver como o espaço muda em tempo real – a Terra é um corpo vivo e dinâmico.”
Esses relógios podem, por exemplo, possibilitar, em regiões vulcânicas, distinguir rochas duras de subsuperfície de lava e, assim, ajudar a prever erupções vulcânicas.
Ou estude como o aquecimento global está causando o derretimento das geleiras e o aumento do nível do mar.
Mas o que mais excita Jun Yi é o papel que esses relógios podem desempenhar na física.
O relógio de hoje pode detectar uma diferença de tempo de mais de 200 micrômetros – mas reduzir esse número para 20 poderia explorar o mundo quântico e ajudar a preencher algumas lacunas teóricas.
Se a relatividade explica lindamente como objetos grandes como planetas ou galáxias se comportam, ela é incompatível com a mecânica quântica, que lida com coisas muito pequenas.
A intersecção dos dois campos poderia permitir dar mais um passo em direção a uma “teoria de tudo” capaz de explicar todos os fenômenos físicos do universo.
