O próximo chip de relógio atômico óptico é menor que um grão de café

Muitos de nós tomam tempo como garantido e presumimos que segundos são apenas, bem, segundos. Para algumas aplicações em ciência e tecnologia, no entanto, ser preciso até o milissegundo pode fazer um mundo de diferença. Para esse tipo de precisão, relógios atômicos são o nome do jogo e o relógio em desenvolvimento do NIST tem um coração tão pequeno que um grão de café fica alto ao lado dele.

Totalmente não relacionados a explosivos, os relógios atômicos usam os sinais que os átomos emitem sob certas condições para estabelecer a base por um segundo. Atualmente, a maioria dos relógios atômicos usa as vibrações naturais do átomo de césio e mede as frequências de microondas. Essa, por exemplo, é a base atual para a definição internacional de um segundo.

As frequências de microondas que usam osciladores, no entanto, tendem a exigir calibração inicial e produzem frequências inconsistentes ao longo do tempo, levando a erros de temporização. Os relógios atômicos ópticos, ao contrário, podem funcionar em frequências mais altas e podem dividir o tempo em unidades menores, aumentando o “fator de qualidade” do relógio. O problema com esses, no entanto, é que eles geralmente são grandes e complexos.

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) está desenvolvendo uma solução menor que requer um “coração” menor. Isso ocorre através de uma “célula de vapor em um chip” que mede a atividade se o rubídio em vez do césio. O rubídio está atualmente sendo investigado como uma possível substituição para uso em futuros padrões de frequência.

O relógio atômico óptico do NIST requer pouco espaço e menos energia, apenas 275 miliwatts. O instituto espera que um relógio do tamanho de um dispositivo portátil possa ser fabricado com este novo chip. Isso pode torná-lo ideal para uso fora de instituições e universidades e pode ser o cronômetro nos sistemas de navegação ou mesmo como relógios de backup em satélites onde a manutenção é quase impossível e a energia é muito alta.