Uma equipe de pesquisadores do JILA, Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia da Universidade do Colorado, encontrou uma maneira de usar um relógio atômico para demonstrar um princípio da relatividade geral. A equipe publicou um artigo descrevendo seu trabalho no servidor de pré-impressão arXiv.
A teoria da relatividade de Einstein afirma que os relógios que funcionam mais perto de um grande corpo (como a Terra) funcionarão mais devagar do que os que estão mais distantes, como no espaço. Esse fenômeno, conhecido como desvio para o vermelho gravitacional, foi previamente validado por pesquisadores. Nesse novo esforço, os pesquisadores mais uma vez mostraram que a teoria é verdadeira medindo os “tiques” de um minúsculo relógio atômico com suas partes espaçadas apenas um milímetro, uma acima da outra. Eles observam que a relatividade geral deve ser verdadeira, não importa o tamanho ou a distância dos relógios.
O relógio atômico usado pelos pesquisadores era composto de 100.000 átomos de estrôncio que estavam super-resfriados e dispostos em uma rede vertical. Os pesquisadores então mediram a taxa de “balanço” das ondas de luz para os átomos no topo da rede (os tique-taques do relógio) e as compararam com a taxa das ondas de luz para os átomos na parte inferior; a diferença foi responsável por um desvio para o vermelho. Enquanto faziam as medições, os pesquisadores também fizeram correções para remover outros fatores que poderiam impactar o tique-taque do relógio. Eles descobriram uma mudança na frequência de aproximadamente um centésimo de quatrilhão por cento ao longo de uma distância de um único milímetro – quase exatamente o que a teoria havia previsto. Os pesquisadores então repetiram o experimento várias vezes por aproximadamente 90 horas, comparando as diferenças nos carrapatos e, em seguida, calculando a média deles juntos. Ao fazer isso, eles descobriram que eram capazes de obter uma precisão de medição de 0,76 milionésimo de um trilionésimo de um por cento – um novo recorde.
Em um trabalho relacionado, uma equipe da Universidade de Wisconsin criou um relógio de rede óptica multiplexado e o usou para realizar comparações de relógios diferenciais de alta precisão. Eles também postaram seu trabalho no servidor de pré-impressão arXiv.
Publicado em 22/10/2021 10h51
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