I nuovi orologi nucleari misurano il tempo utilizzando laser per manipolare particelle subatomiche.
Gli scienziati hanno realizzato i primi orologi nucleari al mondo, che secondo loro potrebbero far luce sui fondamenti della fisica.
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I due dispositivi sono la versione più recente degli orologi atomici, che misurano il tempo monitorando la luce generata dalle transizioni all’interno del nucleo dell’atomo, coinvolgendo protoni e neutroni.
Gli orologi atomici vengono usati per misurare il tempo con grande precisione: furono sviluppati per la prima volta nel 1949 e, nonostante il nome, non sfruttano né la fusione né la fissione nucleare.
I migliori orologi al mondo finora si basano sugli elettroni che saltano tra diversi livelli di energia negli atomi, ma questa scoperta mostra che il riferimento di un orologio può arrivare dal nucleo stesso.
I gruppi di ricerca dell’Università Tsinghua in Cina, di altre istituzioni del Paese e della TU Wien in Austria hanno annunciato separatamente i loro progressi in due studi pubblicati su Nature (fonte in inglese)mercoledì.
L’orologio utilizza il torio-229, un atomo raro il cui nucleo può cambiare stato energetico grazie alla luce ultravioletta prodotta da un laser. È l’unico nucleo finora noto che si comporti in questo modo.
Il team ha costruito un laser che genera luce ultravioletta a 148,4 nanometri e lo ha puntato su piccoli cristalli di fluoruro di calcio contenenti torio-229.
La scoperta fondamentale è che gli orologi nucleari funzionano: il laser è rimasto agganciato al nucleo di torio-229 mantenendo un tempo stabile, raggiungendo una precisione di circa una parte su un quadrilione (10⁻¹⁵) nel periodo di test.
Una misurazione precisa del tempo è essenziale per tecnologie di uso quotidiano come la navigazione satellitare e le telecomunicazioni. Gli orologi nucleari potrebbero rendere questi sistemi ancora più accurati.
Secondo lo studio, potrebbero essere importanti anche per la fisica fondamentale, ma il testo non specifica con precisione i possibili ambiti di utilizzo.