A fim de melhorar ainda mais a precisão do tempo, investigadores de seis países europeus uniram-se para comparar dez relógios ópticos de ultraprecisão ao mesmo tempo - isto nunca tinha sido feito numa escala tão grande antes. Esses relógios ópticos usam luz laser para medir as transições dos átomos entre os níveis de energia, com muito mais precisão do que os relógios atômicos de césio tradicionais. Na verdade, os relógios ópticos podem atrasar-se não mais do que um segundo ao longo de milhares de milhões de anos.

Para verificar a consistência entre esses relógios, a equipe fez 38 medições, a chamada razão de frequência. Quatro das medições nunca foram feitas diretamente e muitas são mais precisas do que nunca. Esta experiência ajuda-nos a aproximar-nos da atualização da definição mundial de segundo, talvez mudando dos relógios de césio para relógios ópticos.

Helen Margolis, do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido, disse: “Os relógios atômicos fornecem sinais precisos de tempo e frequência que são vitais para muitas tecnologias cotidianas, como GPS, gerenciamento de rede elétrica e manutenção de transações financeiras sincronizadas”.

Conectar esses relógios a longas distâncias é complicado. Os cientistas usaram dois métodos de conexão: sinais GPS de satélite e cabos de fibra óptica personalizados. Todos os relógios podem usar GPS, mas sua precisão não é ideal devido a problemas de ruído e sinal. As ligações de fibra óptica utilizadas em França, Alemanha e Itália são 100 vezes mais precisas, mas só conseguem cobrir distâncias curtas. Para relógios no mesmo laboratório, como os da Alemanha e do Reino Unido, os cabos curtos de fibra óptica ajudam a reduzir ainda mais a incerteza.

As descobertas foram publicadas na Optica, uma revista dedicada à ciência óptica. A equipe de pesquisa também comparou diferenças em várias proporções de frequência em diferentes sistemas para encontrar incompatibilidades ou padrões.

“Essas medições fornecem informações importantes sobre que trabalho adicional é necessário para que os relógios ópticos alcancem a precisão e a confiabilidade exigidas para a cronometragem internacional”, disse Marco Pizzocaro do Instituto Nacional de Energia Atômica da Itália (INRiM). Ele acrescentou que o dispositivo é como um laboratório distribuído que poderia ser usado para pesquisas físicas mais profundas, como a busca por matéria escura ou o teste dos fundamentos da física.

Coordenar todos os dez relógios e mantê-los sincronizados em seis países exigiu muita preparação. Alguns resultados não correspondiam às previsões, mas ter tantos relógios funcionando simultaneamente ajudou a detectar problemas.

“Nem todos os resultados foram o que esperávamos e observámos algumas inconsistências nas nossas medições”, disse Rachel Godun do NPL. "No entanto, comparar tantos relógios simultaneamente e usar múltiplas técnicas para correlacionar os relógios torna mais fácil identificar a origem do problema."

Os pesquisadores dizem que é necessário mais trabalho para reduzir as incertezas de medição e garantir que esses relógios ópticos sejam confiáveis ​​a longo prazo. Se isso puder ser feito, esses relógios poderão em breve se tornar os relógios que usamos para definir a hora em todo o mundo. Como disse Thomas Lindvall da VTT MIKES na Finlândia: “Com um conjunto harmonizado de métodos de medição, podemos verificar a consistência e fornecer resultados mais confiáveis”.

Fonte: Optica (Link 1, Link 2)