{"id":97342,"date":"2025-01-07T04:20:31","date_gmt":"2025-01-07T07:20:31","guid":{"rendered":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/?p=97342"},"modified":"2025-01-06T13:26:55","modified_gmt":"2025-01-06T16:26:55","slug":"a-evolucao-da-precisao-a-busca-pelo-relogio-mais-exato-para-medir-o-tempo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/2025\/01\/07\/a-evolucao-da-precisao-a-busca-pelo-relogio-mais-exato-para-medir-o-tempo\/","title":{"rendered":"A Evolu\u00e7\u00e3o da Precis\u00e3o: A busca pelo rel\u00f3gio mais exato para medir o tempo"},"content":{"rendered":"
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A busca pelo rel\u00f3gio mais preciso para medir o tempo (e por que ele \u00e9 t\u00e3o importante)<\/strong><\/em><\/span><\/h4>\n

O tempo \u00e9 vital para o funcionamento da nossa vida cotidiana: desde os rel\u00f3gios digitais nos nossos pulsos at\u00e9 os sistemas GPS dos nossos celulares.<\/p>\n<\/div>\n

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Os sistemas de comunica\u00e7\u00e3o e navega\u00e7\u00e3o, as redes el\u00e9tricas e as transa\u00e7\u00f5es financeiras dependem da precis\u00e3o do tempo.<\/p>\n<\/div>\n

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E os segundos s\u00e3o as unidades vitais para medir o tempo.<\/p>\n<\/div>\n

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Surpreendentemente, ainda h\u00e1 um debate sobre a defini\u00e7\u00e3o do segundo, mas os avan\u00e7os recentes nas formas mais precisas de medir o tempo podem ter mudado as regras do jogo.<\/p>\n

A precis\u00e3o na medi\u00e7\u00e3o do tempo sempre fez parte da evolu\u00e7\u00e3o social da humanidade. No monumento neol\u00edtico de Newgrange, na Irlanda, uma abertura especial acima de uma entrada permite que a luz solar ilumine o corredor e a c\u00e2mara nos dias mais curtos do ano, por volta de 21 de dezembro, no solst\u00edcio de inverno do hemisf\u00e9rio norte.<\/p>\n

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H\u00e1 cerca de 2.300 anos, Arist\u00f3teles disse que “a revolu\u00e7\u00e3o da esfera mais externa dos c\u00e9us” deveria ser a refer\u00eancia para medir o tempo.<\/p>\n<\/div>\n

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O fil\u00f3sofo grego acreditava que o cosmos estava organizado em esferas conc\u00eantricas, com a Terra no centro.<\/p>\n<\/div>\n

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Ampulhetas de \u00e1gua, que surgiram por volta de 2.000 a.C. est\u00e3o entre os instrumentos mais antigos para medir o tempo. Elas fazem isso regulando o fluxo de \u00e1gua para dentro ou para fora de um recipiente.<\/p>\n<\/div>\n

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O rel\u00f3gio mec\u00e2nico surgiu no final do s\u00e9culo 13.<\/p>\n<\/div>\n

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Quest\u00e3o de defini\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n
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At\u00e9 1967, um segundo era definido como 1\/86.400 de um dia, com 24 horas por dia, 60 minutos por hora e 60 segundos por minuto (24 x 60 x 60 = 86.400).<\/i><\/p>\n<\/div>\n

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O Sistema Internacional de Unidades mudou as coisas e manteve esta defini\u00e7\u00e3o:<\/p>\n<\/div>\n

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O segundo\u2026 \u00e9 definido tomando a\u2026 frequ\u00eancia de transi\u00e7\u00e3o do \u00e1tomo de c\u00e9sio-133, que \u00e9 9192631770 quando expressa na unidade Hz, que \u00e9 igual a s\u207b\u00b9.<\/i><\/p>\n<\/div>\n

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\"Monumento
Controlar o tempo era importante para o povo da Idade da Pedra que construiu Newgrange, na Irlanda @Werner Forman\/Universal Images Group\/Getty Images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/figure>\n
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Se voc\u00ea est\u00e1 confuso, deixe-me explicar. O n\u00facleo desta defini\u00e7\u00e3o \u00e9 algo chamado frequ\u00eancia de transi\u00e7\u00e3o. Uma transi\u00e7\u00e3o ocorre quando os el\u00e9trons em um \u00e1tomo absorvem energia e passam para um n\u00edvel de energia mais elevado, retornando a um estado relaxado ap\u00f3s certo tempo.<\/p>\n<\/div>\n

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\u00c9 mais ou menos como beber uma x\u00edcara de caf\u00e9: de repente voc\u00ea tem mais energia, at\u00e9 que o efeito da cafe\u00edna passe. Frequ\u00eancia \u00e9 o n\u00famero esperado de vezes que uma transi\u00e7\u00e3o ocorre durante um per\u00edodo espec\u00edfico de tempo.<\/p>\n<\/div>\n

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Em cada segundo, uma transi\u00e7\u00e3o espec\u00edfica de um el\u00e9tron do c\u00e9sio-133 ocorre 9192631770 vezes. Este se tornou o crit\u00e9rio para medir o tempo.<\/p>\n<\/div>\n

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At\u00e9 o momento, o c\u00e9sio fornece a defini\u00e7\u00e3o mais precisa do segundo, mas pode ser melhorado com o uso de frequ\u00eancias mais altas.<\/p>\n<\/div>\n

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Quanto maior a frequ\u00eancia de transi\u00e7\u00e3o, menos um erro de leitura pode afetar a precis\u00e3o geral. Se houvesse cinquenta transi\u00e7\u00f5es por segundo, o pre\u00e7o em termos de precis\u00e3o da contagem incorreta de uma delas seria cem vezes maior do que se houvesse 5.000.<\/p>\n<\/div>\n

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Os desafios<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n
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Existem duas limita\u00e7\u00f5es para reduzir este erro: os desafios tecnol\u00f3gicos de medi\u00e7\u00e3o de frequ\u00eancias, especialmente as mais altas, e a necessidade de encontrar um sistema (\u00e1tomos de c\u00e9sio-133 para a segunda), com uma transi\u00e7\u00e3o mensur\u00e1vel de alta frequ\u00eancia.<\/p>\n<\/div>\n

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Para medir uma frequ\u00eancia desconhecida, os cientistas pegam um sinal de frequ\u00eancia conhecida (uma refer\u00eancia) e combinam-no com a frequ\u00eancia que desejam medir.<\/p>\n<\/div>\n

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A diferen\u00e7a entre elas ser\u00e1 um novo sinal com uma frequ\u00eancia pequena e f\u00e1cil de medir: a frequ\u00eancia do batimento.<\/p>\n<\/div>\n

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\"Ampulheta
A precis\u00e3o na medi\u00e7\u00e3o do tempo tem sido fundamental na evolu\u00e7\u00e3o social da humanidade @getty images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>
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Os rel\u00f3gios at\u00f4micos usam essa t\u00e9cnica para medir a frequ\u00eancia de transi\u00e7\u00e3o dos \u00e1tomos com tanta precis\u00e3o que se tornam padr\u00f5es para definir o segundo.<\/p>\n<\/div>\n

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Para alcan\u00e7ar tal precis\u00e3o, os cientistas precisam de um sinal de refer\u00eancia confi\u00e1vel, obtido com algo chamado pente de frequ\u00eancia.<\/p>\n<\/div>\n

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Um pente de frequ\u00eancia ou pente espectral usa lasers, emitidos em pulsos intermitentes. Esses raios cont\u00eam muitas ondas de luz diferentes, cujas frequ\u00eancias s\u00e3o igualmente espa\u00e7adas, como os dentes de um pente, da\u00ed o seu nome.<\/p>\n<\/div>\n

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Nos rel\u00f3gios at\u00f4micos, um pente de frequ\u00eancia \u00e9 usado para transferir energia para milh\u00f5es de \u00e1tomos simultaneamente, na esperan\u00e7a de que um dos dentes do pente pulse com a frequ\u00eancia de transi\u00e7\u00e3o de um \u00e1tomo.<\/p>\n<\/div>\n

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Um pente de frequ\u00eancia cujos dentes s\u00e3o numerosos, finos e na faixa de frequ\u00eancia correta aumenta a probabilidade de isso acontecer. Portanto, eles s\u00e3o fundamentais para obter medi\u00e7\u00f5es de alta precis\u00e3o de um sinal de refer\u00eancia.<\/p>\n<\/div>\n

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Dos rel\u00f3gios at\u00f4micos aos rel\u00f3gios nucleares<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n
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Como vimos, o segundo \u00e9 definido pelas transi\u00e7\u00f5es de el\u00e9trons nos \u00e1tomos de c\u00e9sio. As transi\u00e7\u00f5es que ocorrem com uma frequ\u00eancia mais baixa s\u00e3o mais f\u00e1ceis de medir. Mas aquelas que ocorrem com frequ\u00eancia mais alta ajudam a aumentar a precis\u00e3o da medi\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<\/div>\n

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As transi\u00e7\u00f5es de c\u00e9sio ocorrem aproximadamente na mesma frequ\u00eancia do espectro eletromagn\u00e9tico das microondas.<\/p>\n<\/div>\n

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Essas frequ\u00eancias de microondas s\u00e3o mais baixas que as da luz vis\u00edvel. Mas em setembro de 2021, os cientistas fizeram medi\u00e7\u00f5es utilizando o elemento estr\u00f4ncio, cuja frequ\u00eancia de transi\u00e7\u00e3o \u00e9 superior \u00e0 do c\u00e9sio e est\u00e1 dentro da faixa da luz vis\u00edvel.<\/p>\n<\/div>\n

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\"Rel\u00f3gio
O rel\u00f3gio at\u00f4mico de c\u00e9sio fabricado pelo Laborat\u00f3rio Nacional de F\u00edsica (NPL) em Teddington, Middlesex em 1955 @SSPL\/Getty Images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>
<\/figcaption><\/figure>\n
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Isso abre a possibilidade de redefinir o segundo at\u00e9 2030.<\/p>\n<\/div>\n

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Em setembro de 2024, cientistas americanos fizeram avan\u00e7os importantes na constru\u00e7\u00e3o de um rel\u00f3gio nuclear, um passo adiante de um rel\u00f3gio at\u00f4mico.<\/p>\n<\/div>\n

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Ao contr\u00e1rio do rel\u00f3gio at\u00f4mico, a transi\u00e7\u00e3o medida por este novo dispositivo ocorre no n\u00facleo do \u00e1tomo (da\u00ed o nome), conferindo-lhe uma frequ\u00eancia ainda mais elevada.<\/p>\n<\/div>\n

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O \u00e1tomo de t\u00f3rio-229, utilizado para este estudo, oferece uma transi\u00e7\u00e3o nuclear que pode ser estimulada pela luz ultravioleta. A equipe que trabalha no rel\u00f3gio nuclear superou o desafio tecnol\u00f3gico de construir um pente que opera na faixa de frequ\u00eancia relativamente alta da luz ultravioleta.<\/p>\n<\/div>\n

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Este foi um grande passo porque as transi\u00e7\u00f5es nucleares normalmente s\u00f3 se tornam vis\u00edveis em frequ\u00eancias muito mais altas, como as da radia\u00e7\u00e3o gama. Mas ainda n\u00e3o conseguimos medir com precis\u00e3o as transi\u00e7\u00f5es na faixa gama.<\/p>\n<\/div>\n

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O que vir\u00e1<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n
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A transi\u00e7\u00e3o do \u00e1tomo de t\u00f3rio tem uma frequ\u00eancia aproximadamente um milh\u00e3o de vezes maior que a do \u00e1tomo de c\u00e9sio.<\/p>\n<\/div>\n

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Isso significa que, embora tenha sido medido com uma precis\u00e3o inferior \u00e0 do atual rel\u00f3gio de estr\u00f4ncio de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o, promete uma nova gera\u00e7\u00e3o de rel\u00f3gios com defini\u00e7\u00f5es de segundos muito mais precisas.<\/p>\n<\/div>\n

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Medir o tempo at\u00e9 a d\u00e9cima nona casa decimal, como faziam os rel\u00f3gios nucleares, permitiria aos cientistas estudar processos muito r\u00e1pidos.<\/p>\n<\/div>\n

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\"Corredores
Com a nova maneira de medir o tempo, ser\u00e1 poss\u00edvel n\u00e3o haver mais d\u00favidas em casos de empate, por exemplo, durante corridas muito acirradas @getty images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>
<\/figcaption><\/figure>\n
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Vamos pensar em dois corredores empatados em uma corrida com defini\u00e7\u00e3o fotogr\u00e1fica. Se o cron\u00f4metro do \u00e1rbitro tivesse alguns d\u00edgitos extras, eles poderiam identificar o vencedor sem a necessidade do recurso visual.<\/i><\/p>\n<\/div>\n

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Da mesma forma, a relatividade geral \u00e9 usada para estudar processos de alta velocidade que poderiam levar a sobreposi\u00e7\u00f5es com a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Um rel\u00f3gio nuclear nos proporcionar\u00e1 a tecnologia necess\u00e1ria para provar essas teorias.<\/p>\n<\/div>\n

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A n\u00edvel tecnol\u00f3gico, sistemas de posicionamento precisos, como o GPS, baseiam-se em c\u00e1lculos complexos que requerem medi\u00e7\u00f5es precisas do tempo que leva para um sinal sair de um dispositivo para um sat\u00e9lite e para outro dispositivo.<\/p>\n<\/div>\n

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Uma melhor defini\u00e7\u00e3o do segundo se traduzir\u00e1 em um GPS muito mais preciso. O tempo do segundo de c\u00e9sio pode ter acabado, mas, para al\u00e9m dele, um mundo totalmente novo nos espera.<\/p>\n<\/div>\n

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Cr\u00e9dito: Vittorio Aita \/ <\/span><\/span>The Conversation, BBC News – @ dispon\u00edvel na internet 7\/1\/2025<\/span><\/strong><\/p>\n

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Vittorio Aita \u00e9 pesquisador associado do departamento de F\u00edsica do King’s College, em Londres.<\/i><\/p>\n<\/div>\n

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Este artigo foi publicado no <\/i>The Conversation<\/i> e reproduzido sob a licen\u00e7a Creative Commons. Clique aqui para ler a <\/i>vers\u00e3o original<\/i><\/a><\/span> (em ingl\u00eas).<\/i><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A busca pelo rel\u00f3gio mais preciso para medir o tempo (e por que ele \u00e9 t\u00e3o importante) O tempo \u00e9 vital para o funcionamento da nossa vida cotidiana: desde os rel\u00f3gios digitais nos nossos pulsos at\u00e9 os sistemas GPS dos nossos celulares. Os sistemas de comunica\u00e7\u00e3o e navega\u00e7\u00e3o, as redes el\u00e9tricas e as transa\u00e7\u00f5es financeiras […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":97343,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[133],"tags":[],"class_list":{"0":"post-97342","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-destaques"},"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/i0.wp.com\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/4efc5ee0-bef2-11ef-b59e-49d4e30dab91.jpg.webp?fit=800%2C450&ssl=1","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97342","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=97342"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97342\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":97345,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97342\/revisions\/97345"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/media\/97343"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=97342"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=97342"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=97342"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}