Segundo David Hume, físico do Nist que lidera o projeto, o “tique-taque” do alumínio é mais estável do que o do césio, além de ser menos sensível a condições do ambiente, como temperatura e campos magnéticos.
“O íon de magnésio resfria o íon de alumínio, desacelerando-o. Ele também se move em conjunto com seu parceiro de alumínio, e o estado do relógio pode ser lido por meio do movimento do íon de magnésio. É isso que faz dele um ‘relógio de lógica quântica'”, dizem os cientistas no material de divulgação.
Além disso, o design do equipamento conseguiu ajustar o relógio a cada micromovimento do ambiente, impedindo-o de afetar a precisão do tique-taque. Isso foi obtido engrossando a lâmina de diamante que forma a carcaça do relógio e modificando os revestimentos de ouro dos eletrodos internos. Isso estabiliza ainda mais os campos elétricos que impulsionam a contagem do tempo.
O resfriamento também foi aperfeiçoado, já que os íons devem ser mantidos a uma temperatura próxima ao zero absoluto (cerca de -273,15 °C). Para isso, foi criada uma câmara especial em titânio de alto vácuo para evitar a entrada de átomos de hidrogênio que colidem com os íons.
Outra inovação foi o uso de um laser ultraestável com “pentes de frequência óptica”, que funciona como uma “régua para a luz”. Com essa melhoria, os pesquisadores conseguiram sondar os íons por um segundo inteiro, em vez do recorde anterior de 150 milissegundos.
“Isso aumentou a estabilidade do relógio, reduzindo o tempo necessário para medir até a 19ª casa decimal: de três semanas para apenas um dia e meio”, dizem os cientistas.