Un orologio atomico ottico ha appena stabilito un nuovo record di precisone. A riuscire nell’impresa è stato un team di esperti del centro di metrologia finlandese Vtt Mikes, che utilizzando un orologio a singolo ione di stronzio ha appunto eseguito misurazioni della frequenza assoluta dell’orologio atomico ottico con un’incertezza eccezionalmente bassa e tempi di attività elevati. Un risultato, appena pubblicato su Physical Review Applied, che ci avvicina sempre di più a una nuova definizione del secondo.
La definizione del secondo
Come vi abbiamo già raccontato, il secondo, l’unità di misura del tempo, sta per cambiare. O meglio, più che la durata, verrà modificata la sua definizione. Sebbene, infatti, possa sembrare una semplice formalità, la questione ha invece importanti implicazioni sia teoriche che applicative, dato che tutte le unità di misura fondamentali (fatta eccezione della mole) sono subordinate al secondo. Con l’avanzamento della tecnologia, siamo riusciti negli ultimi anni a mettere a punto orologi sempre più precisi, ossia gli orologi atomici ottici, che lavorano misurando atomi che oscillano molto più velocemente del cesio e consentono, quindi, di formulare una definizione sempre più precisa e coerente del secondo.
L’orologio atomico ottico
A compiere un nuovo passo in questa direzione sono stati i metrologi del Vtt Mikes che nel nuovo studio hanno mostrato un orologio atomico ottico a singolo ione di stronzio con un’incertezza sistematica (o errore sistemico) eccezionalmente bassa di 7,9×10⁻¹⁹, tra le più basse mai registrate. Nell’arco di 10 mesi, come raccontano i ricercatori, la frequenza dell’orologio è stata misurata rispetto al Tempo atomico internazionale (Tai), scala di tempo mantenuta da un insieme di orologi atomici sparsi per il mondo, con un impressionante tempo di attività dell’84%. L’incertezza totale di questa ultima misurazione è stata da record, arrivando ad appena 9,8×10⁻¹⁷. “Si tratta, a nostra conoscenza, della misurazione della frequenza ottica più accurata finora riportata”, si legge nello studio.
Al passo con il progresso tecnologico
Man mano che la società diventa sempre più digitale, cresce anche la necessità di orologi più precisi per garantire che la nostra misurazione del tempo sia al passo con il progresso tecnologico. “Orologi ottici con bassa incertezza sistematica ed elevata affidabilità, nonché continuità con l’attuale definizione basata sull’atomo di cesio, sono tra i criteri che devono essere soddisfatti prima che possa aver luogo una ridefinizione”, ha commentato l’autore Thomas Lindvall. “Il nostro studio ha dato un contributo significativo in tal senso”. L’approvazione finale per la nuova definizione di secondo, stando alle previsioni, verrà adottata a livello internazionale entro il prossimo decennio.
