relógio de amoníaco

Um relógio de amoníaco é um tipo de relógio atómico através do qual se controla a frequência de um oscilador de quartzo pelas vibrações das moléculas excitadas de amoníaco. O seu funcionamento é praticamente independente de influências exteriores.

Trata-se de um relógio derivado do maser de amoníaco desenvolvido em 1954.
O amoníaco (NH₃) é um gás cujas moléculas são formadas por um átomo de azoto e três de hidrogénio. Estas moléculas possuem uma estrutura piramidal com um átomo de azoto no vértice superior e um de hidrogénio em cada vértice da base triangular.

As moléculas de amoníaco podem encontrar-se em dois estados energéticos diferentes: estado excitado (com energia superior) e estado fundamental (com energia inferior).

Quando a molécula está excitada, o átomo de azoto passa através da base triangular uma vez em cada 20,9 microssegundos, e forma uma pirâmide no lado oposto regressando, depois, à sua posição inicial. Esta vibração para trás e para a frente possui uma frequência de 23 870 129 300 hertz, e o amoníaco gasoso apenas absorverá energia de excitação exatamente a essa frequência. Usando-se um oscilador de cristal para fornecer energia ao gás, e um mecanismo de realimentação apropriado, o oscilador pode ser mantido exatamente nesta frequência.

Esta mantém-se com tal exatidão que, num período de 17 000 000 anos, pode dar-se o desvio de apenas um segundo.