Uma equipe japonesa de pesquisadores mostrou que o tempo no observatório de Tokyo Skytree – cerca de 450 metros acima do nível do mar – passa quatro nanossegundos mais rápido por dia do que próximo ao nível do solo
A descoberta, baseada em “relógios ópticos de treliça” extremamente precisos, que só saem de sincronia em um segundo a cada 16 bilhões de anos, prova a teoria geral da relatividade de Albert Einstein, que prevê que relógios em um forte campo gravitacional serão mais lentos do que os de um relógio campo com gravidade mais fraca.
O resultado da pesquisa liderada por Hidetoshi Katori, do Laboratório de Metrologia Quântica do instituto de pesquisa Riken e da Universidade de Tóquio, foi realizada a partir de outubro de 2018 e foi lançada em 6 de abril de 2020 na revista científica online Nature Photonics.
A equipe, que também envolveu a Autoridade de Informações Geoespaciais do Japão, conseguiu miniaturizar os relógios de treliça óptica para que eles pudessem se transportar, colocou dois deles a 456,3 metros e 3,6 metros acima do nível do mar, respectivamente, na estrutura de 634 metros da torre de transmissão mais alta do mundo.
Em uma média semanal, os relógios mostraram que o tempo corre quatro nanossegundos mais rápido por dia no observatório do que perto do solo.
“Os relógios podem distinguir pequenas diferenças de altitude, permitindo medir o inchaço do solo em locais como vulcões ativos ou deformação da crosta ou definir a referência para a altura”, disse Katori em um comunicado da Riken.
“Queríamos demonstrar que poderíamos realizar essas medições precisas em qualquer lugar fora do laboratório, com dispositivos transportáveis. Este é o primeiro passo para transformar relógios ultraprecisos em dispositivos do mundo real ”, acrescentou.
Espera-se que os relógios sejam usados para estudar movimentos minúsculos da superfície terrestre causados por terremotos ou erupções vulcânicas, disseram os pesquisadores.
Os relógios, que medem o tempo com base na vibração de vários átomos de estrôncio em uma treliça óptica gerada por laser, são quase 1.000 vezes mais precisos que o atual relógio padrão internacional de cronometragem baseado na vibração dos átomos de césio.
Os pesquisadores tornaram os relógios ópticos insensíveis às mudanças de temperatura, vibrações e campos eletromagnéticos.
Realizar um teste rigoroso da teoria de Einstein requer um relógio muito preciso ou uma grande diferença de altura. Fora do laboratório, os melhores testes foram realizados até agora por satélites, em altitudes separadas por milhares de quilômetros.
Katori disse que o estudo demonstrou uma precisão “comparável às melhores medições espaciais”.
“Esta é uma conquista inédita no mundo e coloca Katori mais perto de receber o Prêmio Nobel”, disse Masami Yasuda, líder do grupo no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada.
Fonte: Kyodo
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