O sistema de medição mais usado no mundo, o Sistema Internacional de Unidades (SI), foi redefinido em 2019. Desde então, as unidades precisam ser definidas em termos das constantes da natureza - ou seja, as regras da natureza que são fixas e de nenhuma incerteza, como a velocidade da luz – e não em termos de referências arbitrárias.
Isso significou que novas pesquisas para relacionar as muitas unidades do sistema com as constantes por meio de realizações experimentais foram necessárias.

"A redefinição causou a necessidade de novas realizações", diz o professor Jukka Pekola.

Pesquisadores da Universidade de Aalto descobriram agora uma nova maneira promissora de vincular o watt (a unidade de energia) às constantes da natureza. Eles acreditam que seu método pode mostrar o caminho para um novo padrão de poder; isto é, uma nova maneira de produzir uma quantidade conhecida de energia com a qual outras fontes de energia e detectores podem ser comparados.

Os pesquisadores desenvolveram um dispositivo que converte frequência em potência. A frequência é uma quantidade que pode ser definida com baixa incerteza e, portanto, fornece uma base sólida para um novo padrão.

"A frequência pode ser definida com muita, muita precisão. Se você pode fazer com que as outras quantidades dependam da frequência de uma maneira conhecida, então você tem um padrão muito preciso", diz Pekola.

Além disso, os pesquisadores descobriram que tal dependência obedece a uma lei simples com precisão e robustez.

"Essas características aumentam as chances de usar esse método como padrão", diz Marco Marín Suárez, doutorando.

"Basicamente, esta é uma nova maneira potencial de realizar um watt, ou fluxo de energia, apenas definindo quantidades previamente conhecidas", descreve Marín Suárez.

No experimento, a energia é produzida com um transistor de um único elétron em sua operação de catraca. Este dispositivo foi previamente comprovado por Pekola para funcionar como um padrão potencial para o ampère, a unidade de corrente elétrica. É constituído por uma pequena ilha metálica, condutores fonte e dreno e um eletrodo porta, podendo endereçar potências muito pequenas.

O caminho de uma proposta para um novo padrão realmente aceito é longo. Os pesquisadores da Aalto esperam que seu trabalho atraia a atenção de metrologistas que o levariam adiante com medições mais precisas.

"Esta primeira experiência ainda não estava no nível da metrologia. Pudemos demonstrar que esse princípio funciona, porém, e também mostramos de onde vêm os principais erros. Resta saber se isso vem a ser adotado pela comunidade metrológica ", resume Pekola.

Os pesquisadores procuram agora levar sua proposta adiante, caracterizando quão bem a lei de conversão de frequência para potência se ajusta ao seu método. Isso aumentará a precisão na qual pequenas potências podem ser calibradas.

Os experimentos foram conduzidos na infraestrutura nacional de pesquisa OtaNano. O grupo do professor Pekola faz parte do QTF Center of Excellence and InstituteQ, o instituto quântico finlandês. + Explorar mais

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