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Segundo Avançado

Publicado em 28/01/2004 

A noção de tempo vem do recordar, do bater do coração, da espera, dos dias e das noites sucessivos a passar, dos vestígios arqueológicos... (Brogueira, P., et al. 1992. Introdução à Física).

Os intervalos de tempo mínimos e máximos medidos também foram, respectivamente, diminuindo (até ao tempo de vida muito curto de certas partículas subnucleares) e crescendo (até à idade muito avançada do Universo).

Na nossa vida diária, o tempo é uma dimensão física, como qualquer outra das três dimensões espaciais.

Quando duas pessoas combinam encontrar-se, devem combinar um local, mas também devem combinar a hora porque, senão, é pouco provável encontrarem-se.

A diferença maior entre a dimensão do tempo e as três dimensões do espaço é que, como o tempo passa, só se pode combinar o encontro para um valor de tempo superior (e positivo) ao momento em que se efectua a combinação.

Um relógio permite uma medida do tempo e, utiliza um fenómeno periódico que se reproduz identicamente a si próprio: estações, dias, marés, fases da lua, etc.

Existem vários tipos de relógios: solar, ampulheta, relógio de agulha, relógio electrónico, etc.

O relógio caracteriza-se pelo facto de medir o tempo que passa, para poder efectuar uma cronologia dos acontecimentos.

Desde 1967, o segundo (ou abreviadamente s), que é a unidade oficial do Sistema Internacional (S.I.), é definido a partir da duração de uma transição electrónica entre dois níveis específicos de energia entre os níveis hiperfinos do estado padrão não perturbado, num átomo puro de Césio.

A frequência da radiação emitida é muito bem definida para um dado isótopo de um elemento.

Por definição, o segundo inclui 9.192.631.770 períodos dessa radiação.

Dito de outra forma, a frequência desta radiação é, de acordo com a escolha do segundo, igual a 9.192.631.770 Hz, ou seja, durante um segundo, podem ser efectuados, por definição, 9.192.631.770 períodos desta radiação escolhida no átomo de Césio 133.

O erro máximo do relógio atómico de Césio, que permite definir este padrão, é de 1 s em 30.000 anos, ou seja, o erro é de uma parte em 1012.

A emissão de uma radiação electromagnética por um átomo excitado é devida à passagem de um electrão de um nível energético superior para um nível inferior. Este fenómeno chama-se transição electrónica, que também designa a passagem de um electrão de um nível de energia inferior para um nível superior de energia, o que corresponde a uma absorção de radiação electromagnética.

A fonte atómica de Césio: um relógio atómico padrão

Como funciona a fonte atómica de Césio?

Fonte atómica de césio

A fonte atómica de Césio (de 1,2 m de altura), do Laboratório Primário do Tempo e das Frequências (Laboratoire Primaire des Temps et des Fréquences), em Paris, é a primeira que permitiu estabelecer o segundo padrão, usando átomos de Césio arrefecidos até a alguns micro Kelvin e lançados até a 1m de altura. Estes efectuam um voo parabólico, passando duas vezes através de uma cavidade contendo microondas. Os átomos de Césio entram então em ressonância, o que significa que vão ocorrer várias transições electrónicas no átomo de Césio entre os níveis energéticos hiperfinos do estado padrão com uma frequência de 700 mHz, definida com a elevada precisão (a nível internacional) de 2 x 10-15, própria dessa fonte de átomos de Césio. Essa frequência define a unidade padrão do segundo.

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Fonte: http://opdaf1.obspm.fr/ Link externo

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