Alcuni ricercatori cinesi hanno sviluppato un orologio a reticolo ottico allo stronzio così preciso che potrebbe presto imporre un cambiamento fondamentale nel modo in cui misuriamo il tempo. Non si tratta solo di orologi migliori; si tratta di ridefinire il secondo stesso.
Il problema con l’indicazione dell’ora attuale
Per oltre mezzo secolo, il secondo è stato definito dalle oscillazioni degli atomi di cesio-133 – uno standard notevolmente stabile, ma ancora imperfetto. La rotazione della Terra non è coerente. Affidarsi alla durata del giorno per definire il tempo significa che il secondo stesso si sposterebbe leggermente. Gli orologi atomici hanno risolto questo problema, ma gli orologi ottici offrono il prossimo salto di precisione.
Come funziona il nuovo orologio
Il nuovo orologio utilizza atomi di stronzio, che vibrano alle frequenze della luce visibile, generando oltre 700 trilioni di “tick” al secondo. Si tratta di un enorme miglioramento rispetto ai 9 miliardi di oscillazioni del cesio. I ricercatori dell’USTC hanno raggiunto un’incertezza di 9,2 x 10-19, il che significa che l’orologio perderebbe solo un secondo dopo aver funzionato per circa 30 miliardi di anni, più dell’età attuale dell’universo.
Questo livello di precisione non è solo teorico. Apre le porte a nuove possibilità scientifiche, comprese ricerche più accurate sulla materia oscura e misurazioni precise del campo gravitazionale della Terra.
Il percorso verso la ridefinizione
Affinché il secondo possa essere ridefinito ufficialmente, è necessario che almeno tre orologi ottici che soddisfino rigorosi standard di precisione funzionino in istituzioni diverse. L’orologio USTC si unisce ad altri due orologi basati sullo stronzio e due orologi agli ioni di alluminio che hanno già raggiunto questo traguardo.
La decisione spetta alla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure (CGPM), che si riunisce ogni quattro anni. Anche se l’incontro del 2024 non vedrà la ridefinizione, una proposta per il nuovo standard è prevista entro il 2030, con una data di implementazione a seguire.
“Questa prestazione soddisfa i requisiti di precisione di un singolo orologio 2 x 10-18 per ridefinire il secondo SI, con potenziali applicazioni nella geodesia relativistica e nelle ricerche sulla materia oscura ad alta risoluzione”, scrivono i ricercatori.
Il passaggio alla ridefinizione del secondo non è solo un aggiustamento tecnico; è un riconoscimento che i nostri strumenti più precisi ora richiedono una definizione del tempo più stabile e universale. Rimodellerà il modo in cui misuriamo la realtà al suo livello più fondamentale.
