O césio é uma elemento químico normalmente relacionado com a tragédia registrada em Goiânia na década de 1980, recentemente contada pela série Emergência Radioativa da Netflix. Porém, ele também tem um papel importante em um tipo de equipamento bem diferente: os relógios atômicos.
Eles não são aparelhos comerciais, mas indiretamente têm os resultados utilizados pela sociedade diariamente. Isso porque esses dispositivos são considerados os mais precisos do mundo em medição do tempo a longo prazo, com o segredo deles estando justamente na utilização de uma substância que, em outro formato, pode ter consequências tão negativas.
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A seguir, O TecMundo explica o que é um relógio atômico e qual o mecanismo por trás dessa forma de registro.
O funcionamento do relógio atômico
Um relógio atômico é um equipamento de medição de tempo que faz a contagem a partir das oscilações de átomos de um elemento químico. Essas movimentações são registradas por sensores e osciladores e, por serem extremamente regulares e padronizadas, tornam-se uma forma padronizada de registro do tempo.
Relógios analógicos convencionais também funcionam por um mecanismo parecido. Eles registram o movimento de um material que vibra regularmente, como um pêndulo ou um cristal de quartzo.
Porém, esse formato não é tão preciso quanto dos modelos atômicos e, ao longo de um grande período, podem começar a apresentar inconsistências leves. Isso porque eles “contam” a transição quântica entre dois níveis de energia de átomos, ou seja, a movimentação específica de elétrons de uma substância.
Em relógios atômicos que utilizam o césio-133 como base, a definição “oficial” do segundo é a duração de 9.192.631.770 oscilações do átomo após um ajuste — inicialmente de micro‑ondas, agora em frequências na faixa da luz visível — que força essa movimentação.
Quando a configuração da oscilação é finalizada, o relógio atômico passa a reproduzir uma onda com frequência extremamente precisa calculada pela movimentação dos átomos. Esse número padrão e a configuração estável do equipamento torna o equipamento muito menos propenso a “perder” uma batida: eles erram menos de 1 segundo em centenas de milhares a milhões de anos.
O que é o césio-133?
O césio-133 é o isótopo estável do elemento químico césio (Cs). Isso significa que ele tem o número de nêutrons diferente da versão convencional, apesar de manter a mesma quantidade de prótons.
Essa variante não é radioativa, ao contrário do césio-137. Por isso e pela pureza do elemento na natureza, a sua utilização nos relógios atômicos é possível sem os muitos cuidados de segurança exigidos pelo outro isótopo, que emite uma alta quantidade de radiação — o que o torna útil em equipamentos da área da saúde e na indústria do petróleo.
Ele não é o único elemento químico usado em relógios atômicos, apesar de ser o mais famoso: outros modelos podem substituir isótopo por rubídio.
A utilidade de relógios atômicos
Relógios atômicos não contam com o formato tradicional de ponteiros ou um display digital de relógios comerciais. Na verdade, esse tipo de aparelho tende a ser usado somente em condições bastante específicas, como laboratórios de pesquisa.
- A padronização e a precisão na medição do tempo fazem com que relógios atômicos formem redes nacionais e internacionais de horários. Isso inclui as horas que você vê em eletrônicos como celulares e outros sistemas de telecomunicações, além de servidores;
- Ao ser calculada, a média de diferentes versões desse equipamento se transforma no Tempo Atômico Internacional (TAI), uma medida que serve de base até para o Tempo Universal Coordenado (UTC, na sigla original), o padrão de hora usado como referência em fusos horários e horas oficiais;
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- Outros sistemas que exigem precisão, como bancos e bolsa de valores, tomam como base esse horário padrão no registro de negociações e operações financeiras;
- Além disso, satélites de sistemas de localização como GPS e GLONASS também usam relógios atômicos para fazer um cálculo ainda mais preciso de posição;
A utilização dos relógios atômicos nesse tipo de serviço é essencial: atrasos de poucos nanossegundos em satélites de GPS, por exemplo, podem causar erros de metros no posicionamento.
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