Louis Essen

Louis Essen OBE FRS^[1] (6 de setembro de 1908 – 24 de agosto de 1997) foi um físico inglês cujas conquistas mais notáveis foram na medição precisa do tempo e na determinação da velocidade da luz. Ele foi um crítico da teoria da relatividade de Albert Einstein, particularmente no que se relacionava à dilatação temporal.

Nascido em Nottingham, Essen obteve seu diploma em física pela Universidade de Londres em 1928, tendo estudado no University College Nottingham. Ele começou a trabalhar no Laboratório Nacional de Física (NPL) no ano seguinte, sob D. W. Dye, investigando o potencial de diapasãoes e osciladores de cristal de quartzo para medição precisa do tempo. Sua pesquisa levou ao seu desenvolvimento do relógio de anel de quartzo em 1938, o relógio logo se tornando um padrão para medição de tempo em observatórios em todo o mundo.

Durante a Segunda Guerra Mundial, Essen trabalhou em radar e desenvolveu vários instrumentos, incluindo o medidor de ondas de ressonância de cavidade. Foi esse trabalho que sugeriu a Essen a possibilidade de uma medição mais precisa da velocidade da luz. Em 1946, em colaboração com A.C. Gordon-Smith, ele usou uma cavidade de micro-ondas, de dimensões precisamente conhecidas, e explorou sua expertise em medição de tempo para estabelecer a frequência para uma variedade de seus modos normais. Como o comprimento de onda dos modos era conhecido a partir da geometria da cavidade e da teoria eletromagnética, o conhecimento das frequências associadas permitiu um cálculo da velocidade da luz. Seu resultado, 299,792±3 km/s, era substancialmente maior que aquele da sequência prevalecente de medições ópticas que haviam começado por volta do início do século XX e Essen teve que suportar algumas críticas ferozes e descrença. Mesmo o diretor do NPL Sir Charles Galton Darwin, embora apoiando o trabalho, observou que Essen obteria o resultado correto uma vez que tivesse aperfeiçoado a técnica. Além disso, W.W. Hansen na Universidade Stanford havia usado uma técnica similar e obtido uma medição que era mais consistente com a sabedoria convencional (óptica). No entanto, uma combinação da teimosia de Essen, seu iconoclasmo e sua crença em sua própria habilidade em medição (e uma pequena ajuda com cálculos de Alan Turing) o inspiraram a refinar seu aparato e repetir sua medição em 1950, estabelecendo um resultado de 299,792.5±1 km/s. Este foi o valor adotado pela 12ª Assembleia Geral da União Radio-Científica em 1957. A maioria das medições subsequentes foram consistentes com este valor. Em 1983, a 17ª Conferência Geral de Pesos e Medidas adotou o valor padrão, 299,792.458 km/s para a velocidade da luz.

Essen obteve seu PhD (1941) e Doutor em Ciências (1948) pela Universidade de Londres antes de se interessar pela possibilidade de usar a frequência de espectros atômicos para melhorar a medição do tempo. A viabilidade de medir o tempo usando césio como uma referência atômica havia sido demonstrada pelo National Bureau of Standards dos EUA. Em 1955, ele desenvolveu,^[2] em colaboração com Jack Parry, o primeiro relógio atômico prático integrando o padrão atômico de césio com osciladores convencionais de cristal de quartzo para permitir a calibração da cronometragem existente.

Este trabalho levou Essen a defender o espectro de césio como um padrão internacional de tempo. A molécula de amônia já havia sido proposta como tal, mas Essen estava convencido de que o césio se provaria mais estável. No entanto, a reunião da União Astronômica Internacional em Roma em 1952 havia adotado a escala de tempo efeméride, em uma proposta de Gerald Clemence definindo a unidade de tempo em termos do movimento da Terra ao redor do sol. O segundo efeméride, baseado em uma fração do ano tropical derivado da expressão de Simon Newcomb para o movimento solar médio, tornou-se um padrão em 1960, mas em 1967, na 13ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, o segundo foi redefinido em termos de um valor para o segundo efeméride que havia sido precisamente medido por Essen em colaboração com William Markowitz do Observatório Naval dos Estados Unidos em termos da frequência de uma linha escolhida do espectro do césio.

Essen passou toda sua vida profissional no Laboratório Nacional de Física.

Em 1971 ele publicou The Special Theory of Relativity: A Critical Analysis,^[3] questionando a Relatividade restrita, o que aparentemente não foi apreciado por seus empregadores.

Essen disse em 1978:^[4]

Citação: Ninguém tentou refutar meus argumentos, mas fui avisado de que se persistisse era provável que estragasse minhas perspectivas de carreira.

Ele se aposentou em 1972 e morreu em Great Bookham, Surrey em 1997.

• Medalha de Ouro A.S. Popov da Academia de Ciências da URSS (1959)^[5]
• O.B.E. (1959)
• Membro da Royal Society (1960)^[1]
• Prêmio Rabi da IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Society (1987)^[6]

• «"Time Lord" Louis Essen» 
• Sciencemuseum: Louis Essen and atomic clocks