O relógio atômico recém-desenvolvido "redefine" o segundo, mas por que isso importa? - Tecnologia emergente - 2019

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Anonim

O iWatch pode ser grande no boato, mas, no que diz respeito à pessoa comum, os relógios dos nossos smartphones e tocadores de música funcionam bem. Eles só podem denotar o tempo por hora e minuto, mas ei, que valor é o segundo, afinal? Isso significa alguma coisa se você está 20 segundos atrasado contra um minuto inteiro? Se dependesse de uma equipe de pesquisadores parisienses, então sim, mesmo os assuntos milissegundos. É por isso que eles desenvolveram um relógio atômico que afirma ser tão preciso que pode "redefinir o segundo".

Os feixes do meio-laser do relógio óptico da estrutura

O que exatamente significa redefinir o segundo? Não se preocupe, nossa realidade atual não tem sido uma mentira. Desde 1967, o padrão do Comitê Internacional de Pesos e Medidas para medir um segundo envolve disparar radiação de microondas para átomos de césio e contar sua vibração. O recém-projetado relógio ótico de rede do Observatório de Paris (OLC) usa feixes de laser para disparar átomos de estrôncio, fazendo com que eles oscilem 40 mil vezes mais rápido que os relógios de microondas. Este novo método permite aos cientistas dividir o tempo em intervalos mais curtos, medindo-o em um nível ainda mais preciso. O antigo padrão de medição perde um segundo a cada 100 milhões de anos, enquanto o OLC ultrassensível perde apenas um segundo a cada 300 milhões de anos.

"Mesmo uma precisão de um segundo em 300 milhões de anos ainda significa um atraso de cerca de 0, 01 de um nanossegundo ao longo de um dia", disse o Dr. Jerome Lodewyck, do Observatório de Paris, à National Geographic. "E isso não é realmente tão pouco quando se pensa em comunicações de fibra óptica e percebe-se que um único slot de telecomunicações é 0, 1 de um nanossegundo."

Um piscar de olhos, ou aproximadamente 400 milissegundos, mostrou ser muito longo para os usuários aguardarem uma resposta do computador após um clique do mouse ou toque no teclado.

Para a pessoa comum, a ideia do Dr. Lodewyck de 0, 01 nanossegundo considerado um longo momento pode soar completamente ridícula, mas essas pequenas frações de segundo podem ter um efeito enorme. Você pode não experimentar a perda física de um segundo na vida cotidiana - digamos, enquanto estiver sonhando acordado ou assistindo a vídeos de gatos - mas no esporte, a diferença de apenas 0, 4 segundo pode custar uma medalha de ouro para o Olimpiano. Para o Google, um piscar de olhos, ou aproximadamente 400 milissegundos, mostrou ser muito longo para os usuários aguardarem uma resposta do computador após um clique do mouse ou toque no teclado. A Microsoft também concluiu, a partir de sua própria pesquisa, que as pessoas visitarão sites com menos frequência se forem carregadas 250 milissegundos mais lentamente que os concorrentes. E sim, esse é o seu subconsciente falando.

O mesmo pode ser dito para serviços de telecomunicações como Skype, Google Hangouts e até mesmo ligações telefônicas regulares. De acordo com a Pesquisa Integrada, somos receptivos às respostas vocais e visuais que ocorrem em menos de 150 milissegundos. “Nossos cérebros podem se ajustar ao ritmo e compensar as pausas. Mas quando a latência é irregular - como no jitter, é mais difícil de tolerar ”, escreve o IR. “O congestionamento de rede e o jitter podem fazer com que os pacotes de voz cheguem de maneira irregular ou fora de seqüência, interrompendo a conversa e causando sentenças distorcidas, voz entrecortada e áudio interrompido.” Lembre-se: Um milissegundo é 1 milésimo de segundo, então qualquer coisa acima de 0, 15 segundo distorcida para nossos olhos e ouvidos.

Se o OLC puder capturar uma medida mais precisa do tempo, essas linhas ficarão ainda mais finas. Hipoteticamente, os registros atléticos podem ser rastreados até as oscilações, tornando os recordes mundiais muito mais difíceis de alcançar (ou bater). Até mesmo a roupa esportiva poderia determinar o ponto em que um corredor atinge a linha de chegada. "A precisão desses relógios é tal que o comprimento dos calçados dos corredores é importante", diz Lodewyck. "Seria muito importante, na verdade, que adicionar um milésimo de um átomo à ponta do sapato mudaria o recorde em um tique de um relógio óptico".

E se os cientistas puderem descobrir como reduzir esses relógios atômicos para caber dentro de computadores e dispositivos móveis, uma denominação hiper-precisa do tempo pode significar avanços tecnológicos significativos. Os pacotes de dados podem ser programados para transferência em um momento mais preciso, permitindo que os sinais de telecomunicações sejam enviados e recebidos de maneira mais eficiente. Isso pode aumentar a qualidade das chamadas telefônicas, diminuindo a taxa de dispersão e aprimorando as respostas em tempo real. Sinais de GPS também se beneficiariam dessa cronometragem hiper-precisa, já que requer sincronização pesada com satélites para mapear a localização em tempo real de um dispositivo. Esses exemplos levam a uma maior eficiência, o que significa menos uso de energia e melhor vida útil da bateria do dispositivo.

É claro que esse tipo de aplicação levaria décadas para ser cumprida, mas as implicações poderiam fornecer novos padrões para os desenvolvimentos tecnológicos e experimentais da física.