Atomi come lancette

Atomi come lancette Atomi come lancette / nuovi super-orologi, ancora più precisi Il Politecnico di Torino non è solo nella scelta di non limitarsi a ricerca applicativa, ma di condurre anche una ricerca di base. Lo affiancano i migliori istituti di istruzione superiore del mondo, dall'Ecole Normale Supérieure di Parigi alle università di Oxford e Cambridge, dalla Moscow University ad Harvard e al Mit di Boston. Ed è proprio in questi ultimi due istituti che gli orologi al cesio nacquero. Il nuovo orologio atomico al magnesio messo a punto all'Istituto elettrotecnico nazionale Galileo Ferraris di Torino La storia ci racconta che nel 1700 un artigiano di nome John Harrison dedicava la sua esistenza allo studio dei cronometri di navigazione, totalmente meccanici, in grado di «tenere» il minuto per due mesi, il tempo necessario per affrontare le lunghe traversate. A quell'epoca l'esattezza richiesta, perché gli orologi diventassero un riferimento migliore della Luna, era di IO5, tanto serviva ad essere sicuri di arrivare a tiro di avvistamento della meta. Conoscere l'ora serviva per determinare la longitudine. Poi, all'inizio di questo secolo arrivarono gli orologi al quarzo, oggi diffusissimi, che possono essere esatti a 10" 10" e negli Anni 50 quelli atomici, nei quali l'oscillatore al quarzo, che comanda l'orologio, è continuamente confrontato in frequenza alla differenza di energia tra due livelli di un atomo. L'atomo più usato è il cesio, che dal 1967 è alla base della definizione internazionale del secondo. Da anni sono diffusi orologi al cesio, prodotti dalle industrie, in grado di garantire un'esattezza di 10:". Utilizzandoli si possono creare sistemi di navigazione di grande precisione. D'Alema va in barca vela usando il Gps (Global Positioning System), i conducenti dei Tir utilizzano lo stesso sistema sulle autostrade, presto i proprietari di auto di lusso sapranno esattamente dove sono si¬ tuati con le loro vetture, le piattaforme di trivellazione possono navigare senza rompere il tubo del greggio. Il merito va tutto agli orologi al cesio. Ma gli orologi atomici hanno un'importanza strategica anche nella tecnologia delle moderne comunicazioni numeriche superveloci. L'esattezza degli orologi che scandiscono il tempo ormai a milionesimi di milionesimi di secondo nei nodi della rete serve a evitare che essi debbano essere continuamente risincronizzati. Negli ultimi anni continui studi dei ricercatori delle nazioni più evolute, ma ormai anche di quelle emergenti come la Corea, la Cina ed il Messico, hanno permesso di identificare nuove soluzioni per orologi al cesio che possono arrivare ad esattezze di IO14 o addirittura di IO15. Questi permetterebbero misure di importanza scientifica oggi impossibili. Ma qual è il segreto che rende possibile misurare la durata di un anno con un'incertezza minore del milionesimo di secondo? In gran parte il trucco sta nell'allungare la durata del confronto tra la frequenza dell'oscillatore al quarzo e quella della risonanza atomica. Infatti, per il principio di Heisenberg, più breve è questo confronto più è difficile capire se le due frequenze sono diverse. Negli orologi finora realizzati il cesio era «caldo» e quindi si volava a 200 m/s attraverso l'apparato, limitando la durata del confronto a pochi millesimi di secondo. Oggi, con i laser, è invece possibile «raffreddare» gli atomi finché sono fermi nello spazio, e poi palleggiarli come fanno i giocolieri. In questo modo il confronto può durare anche un secondo. I super-orologi al cesio renderanno possibili studi ambiziosi: misure geofisiche e astrofisiche, la rivelazione delle onde gravitazionali e una migliore conoscenza delle costanti fondamentali, [a. d. m.]

Persone citate: D'alema, Galileo Ferraris, Heisenberg, John Harrison

Luoghi citati: Boston, Cambridge, Cina, Harvard, Messico, Oxford, Parigi, Torino