Costruito l'orologio atomico più preciso al mondo

Realizzato negli Stati Uniti l'orologio atomico più preciso e accurato al mondo, il primo in grado di rilevare su scala microscopica gli effetti della gravità previsti dalla teoria della relatività generale. Lo hanno messo a punto i ricercatori del Joint Institute for Laboratory Astrophysics (Jila, un'istituzione congiunta del National Institute of Standards and Technology e dell'Università del Colorado Boulder), utilizzando una rete di luce che permette di intrappolare e misurare simultaneamente decine di migliaia di singoli atomi. Il risultato, già condiviso sulla piattaforma arXiv e in via di pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters, promette di aprire nuovi scenari per la fisica, dalla ridefinizione del secondo all'informatica quantistica, dalla caccia alla materia oscura all'esplorazione di Marte.

Il nuovo orologio atomico è più preciso e due volte più accurato rispetto al precedente orologio da record realizzato sempre dal Jila. Il suo segreto sta nell'intrappolare gli atomi con una rete di luce laser più superficiale e delicata rispetto ai precedenti orologi a reticolo ottico. Ciò ha ridotto significativamente due principali fonti di errore: gli effetti della luce laser che intrappola gli atomi e gli urti tra atomi che si scontrano quando sono troppo ravvicinati.

"Questo orologio è così preciso che può rilevare minuscoli effetti previsti da teorie come la relatività generale, anche su scala microscopica", afferma Jun Ye, fisico del Nist e del Jila. "Sta spostando i confini di ciò che è possibile fare con la misura del tempo". La capacità di osservare gli effetti della relatività generale su scala submillimetrica (pari allo spessore di un capello) potrà colmare il divario tra il mondo quantistico e i fenomeni su larga scala descritti dalla relatività generale. Inoltre, avere un orologio atomico ultra preciso consentirà anche una navigazione più accurata nello spazio. "Se vogliamo far atterrare un veicolo spaziale su Marte con la massima precisione, avremo bisogno di orologi che siano ordini di grandezza più precisi di quelli che abbiamo oggi nel Gps", aggiunge Ye. "Questo nuovo orologio rappresenta un passo importante in quella direzione".

Secondo i ricercatori, il nuovo orologio atomico potrà dare un importante contributo anche alla ricerca su materia ed energia oscure. Inoltre, gli stessi metodi utilizzati per intrappolare e controllare gli atomi potrebbero produrre progressi anche nel campo dell'informatica quantistica.