Pesquisadores fizeram progressos na cronometragem de precisão usando cristais ricos em tório e um tipo de laser chamado pente de frequência em uma câmara de vácuo. 

Cientistas deram um passo importante para viabilizar um relógio que usa não um átomo, mas apenas o núcleo de um átomo, por isso chamados de “relógios nucleares” ou relógios atômicos nucleares.

Relógios atômicos, que usam o movimento de elétrons de um nível de energia para outro para medir o tempo, são o padrão atual para cronometragem. Espera-se que relógios nucleares, que seriam baseados em transições entre níveis de energia nuclear, ofereçam precisão ainda maior. Mas provou ser difícil sondar precisamente transições entre estados quânticos nucleares com um laser externo — a etapa-chave necessária para criar um relógio funcional. Na edição NATURE, Chuankun Zhang e colegas resolvem esse problema, apresentando uma ligação direta entre transições em um núcleo e aqueles em um relógio atômico, demonstrando assim os componentes necessários para criar um relógio nuclear. 

Os pesquisadores primeiro embutiram um núcleo de tório-229 em cristais de fluoreto de cálcio (conforme visualizado na imagem da capa). Eles então excitaram o núcleo usando luz ultravioleta a vácuo de um laser que eles projetaram e construíram sob medida, cuja frequência foi referenciada ao relógio atômico mais preciso de hoje. 

Os estados quânticos da transição nuclear foram resolvidos, fornecendo insights sobre a estrutura nuclear. A frequência da transição foi diretamente comparada ao relógio atômico, oferecendo um ponto de referência preciso e, assim, tornando os relógios nucleares uma realidade prática.

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