Un team di ricercatori guidato dal National Institute of Standards and Technology (NIST) ha sviluppato un orologio che è stato stimato essere il 41% più preciso rispetto ai modelli precedenti. Questo orologio misura le minuscole vibrazioni di uno ione di alluminio intrappolato e raffreddato quasi allo zero assoluto, calcolando i secondi con una precisione di 19 cifre decimali. Oltre a stabilire un nuovo record di accuratezza, noto tecnicamente come incertezza sistematica, l’orologio è 2,6 volte più stabile rispetto a qualsiasi altro orologio del suo tipo.
Innovazioni nella progettazione dell’orologio
Il design rivoluzionario dell’orologio è il risultato di 20 anni di lavoro e si basa su una conoscenza approfondita delle micromovimenti circostanti, che possono influenzare il ticking dell’orologio in modo impercettibile. Per ottenere questa stabilità, è stato ispessito il wafer di diamante che costituisce l’involucro dell’orologio e sono stati migliorati i rivestimenti d’oro degli elettrodi interni. Queste modifiche hanno stabilizzato ulteriormente il meccanismo che guida il necessario ticking dell’orologio.
Il ruolo cruciale degli ioni
Un elemento fondamentale per l’affidabilità dell’orologio è l’accoppiamento dello ione di alluminio con un ione “compagno”, che rende lo ione di alluminio più facile da controllare con la luce laser. Questo ha fornito ai ricercatori la combinazione vincente di accuratezza e stabilità. Il laser utilizzato proviene da un laboratorio vicino, situato a 3,6 chilometri di distanza, noto per la sua precisione e stabilità.
Implicazioni per la scienza e la tecnologia
Questi orologi non misurano il tempo come un normale orologio da polso, ma fungono da punto di riferimento per la calibrazione di altri orologi, per esperimenti scientifici e per esplorare l’Universo. La conoscenza del tempo è un parametro fondamentale nella fisica. Questo progresso avvantaggia vari campi scientifici, dalla ricerca alla verifica delle teorie di Einstein. I ricercatori sono fiduciosi che ulteriori miglioramenti nella stabilità del sistema e nel controllo degli ioni possano portare a una accuratezza ancora maggiore.
Propettive future
Con questa piattaforma, i ricercatori sono pronti a esplorare nuove architetture di orologi, come l’aumento del numero di ioni di orologio e persino il loro intreccio, migliorando ulteriormente le capacità di misurazione. Questo rappresenta un passo significativo verso una comprensione più profonda del mondo che ci circonda e delle leggi fisiche che lo governano.
Fonte: Science Alert
