Creato orologio atomico così preciso che può misurare distorsione gravitazionale dello spazio-tempo

Il fisico del NIST Andrew Ludlow che armeggia con il nuovo orologio atomico (credito: Burrus/NIST)

Un nuovo orologio atomico così preciso in grado di sballare di non più di un secondo ogni 14 miliardi di anni: è questo il risultato a cui sono giunti alcuni ricercatori dell’National Institute of Standards and Technology (NIST), istituto non nuovo a questo tipo di imprese. Questo nuovo orologio stavolta è così preciso che potrebbe essere utilizzato anche per gli studi futuri sulla materia oscura nonché per una misurazione più precisa delle onde gravitazionali che si propagano nell’universo.

Un orologio del genere, così sensibile, può infatti mappare la distorsione gravitazionale dello spazio-tempo in maniera più precisa che mai.
Tra l’altro potrebbe essere anche utilizzato per misurare in maniera precisissima le dimensioni dell’estensione del campo gravitazionale terrestre.

A differenza degli orologi atomici classici, che misurano le oscillazioni naturali di un atomo di cesio utilizzandolo come pendolo, questo nuovo orologio misura le oscillazioni di un atomo di itterbio, oscillazioni molto più veloci tanto che il “pendolo” questa volta oscilla circa 10.000 volte più velocemente con una velocità di 500 trilioni di oscillazioni al secondo.

Il fatto è che si era raggiunto il limite massimo di sfruttamento in questo campo dell’atomo di cesio. In tal senso l’itterbio è subito apparso come un buon sostituto anche perché può aumentare di moltissimo la precisione, a patto che si sia capaci di misurare oscillazioni così veloci.

Gli scienziati ci sono riusciti con un orologio a reticolo ottico dotato di un nuovo scudo termico che protegge gli atomi di itterbio dal calore e dai campi elettrici, due fenomeni che possono interferire non poco con le oscillazioni naturali degli atomi.
Per fare un esempio relativo alla precisione di questo orologio, esso può rilevare cambiamenti in appena un centimetro di elevazione per quanto riguarda i rallentamenti del tempo dovuti all’attrazione gravitazionale terrestre, rallentamenti temporali più che infinitesimali già descritti da Einstein (più ci si allontana dal centro della Terra, più gli orologi ticchettano velocemente). Si tratta di una differenza mai misurata prima con qualsiasi altro orologio atomico.

Fonti e approfondimenti

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