Ideati orologi atomici che saranno in grado di misurare lo spaziotempo

Autore: Danilo Abate ,
Copertina di Ideati orologi atomici che saranno in grado di misurare lo spaziotempo

Nelle ultime ore è stato pubblicato su Nature un articolo che parla di un’impresa a dir poco sensazionale. I ricercatori del National Institute of Standards and Technology di Gaithersburg, Maryland, sono riusciti infatti a mettere a punto un nuovo tipo di orologi atomici, dispositivi con precisione e affidabilità superiore rispetto a qualsiasi altro modello realizzato in precedenza.

Ma i nuovi dispositivi ideati dal NIST sono più che semplici orologi, dato che saranno in grado di misurare il passaggio delle onde gravitazionali, dunque analizzare quella che è la forma del campo gravitazionale del nostro pianeta e, magari, riuscire a far luce sul mistero che avvolge la materia oscura.

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Burrus/NIST
Il nuovo orologio atomico ideato dal NIST
Uno sguardo ravvicinato al nuovo orologio atomico del NIST

Partiamo però dal principio, precisando che il tempo non è una dimensione assoluta, ma dipende dal sistema di riferimento in cui esso viene misurato. La gravità, l’accelerazione, la velocità e altre grandezze fisiche sono in grado di alterare il modo in cui il tempo scorre in un dato punto della Terra. Basti pensare al fatto che il tempo sulla sommità di una montagna scorre più veloce rispetto a quanto accade in pianura, perché l’influenza della gravità è meno forte. Ciò è vero dal punto di vista teorico, perché concretamente parlando le differenze sono infinitesimali, praticamente invisibili.

O perlomeno erano invisibili fino ai giorni nostri, perché i nuovi orologi atomici del NIST riusciranno a misurare anche queste differenze temporali impercettibili.

I ricercatori statunitensi hanno creato un orologio che riproduce la frequenza di vibrazione degli atomi di itterbio contenuti al suo interno, raggiungendo una soglia d’errore inferiore a uno su un miliardo di miliardi. Una cifra a dir poco pazzesca, e lo stesso discorso vale anche per la stabilità del funzionamento dei nuovi orologi atomici e la riproducibilità delle loro prestazioni.

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Due diversi dispositivi presentano infatti lo stesso livello di precisione, una precisione addirittura superiore a quella tramite cui gli addetti ai lavori possono calcolare il modo in cui l’attrazione gravitazionale influisce sul passare del tempo in ogni angolo del globo. Dunque allo stato attuale è impossibile mettere a confronto il tempo registrato da due nuovi dispositivi che si trovano in zone diverse del pianeta.

Per questo motivo gli scienziati stanno pensando ai differenti possibili utilizzi degli orologi atomici, come ad esempio la determinazione del geoide, termine adoperato per indicare la forma ellissoidale del nostro pianeta. A tal proposito, i ragazzi del NIST sono fiduciosi sul fatto che la precisione nella misurazione potrebbe andare al di sotto del centimetro.

Inoltre, con l’ausilio dei nuovi orologi, si potrebbe determinare con maggiore precisione il livello del mare e tutte le misurazioni effettuate a partire da esso.

Ma non è finita qui, perché i nuovi orologi potrebbero trovare impiego anche nello studio dei vari fenomeni correlati alla gravità. Prendiamo ad esempio le onde gravitazionali, attualmente monitorabili con l’ausilio di grossi interferometri, mentre in futuro potrebbe bastare dare un’occhiata ai ticchettii di un orologio atomico.

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Riuscire realizzare marchingegni così precisi potrebbe per certi versi dare, se non un pizzico di controllo, almeno una maggiore consapevolezza del tempo che scorre inesorabile.

E voi che ne pensate? Vi vedete, fra diversi anni, sfoggiare attorno al polso un bell’orologio atomico che misura lo spaziotempo?

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