Un orologio nucleare per contare il tempo assoluto

Un nuovo sistema di eccitazione dei nuclei atomici tramite laser potrebbe permettere la realizzazione di un orologio nucleare. Più preciso di quello atomico, più affidabile della durata del tempo stesso
Un nuovo sistema di eccitazione dei nuclei atomici tramite laser potrebbe permettere la realizzazione di un orologio nucleare. Più preciso di quello atomico, più affidabile della durata del tempo stesso

Un orologio nucleare più affidabile e capace di quello atomico, capace di “tenere” il tempo con una precisione che travalica di molte lunghezze l’età stessa dell’universo conosciuto: è quello che potrebbe presto essere realizzato grazie alle ricerche condotte dal Georgia Institute of Technology , dove Corey Campbell e colleghi avrebbero ideato il modo per controllare l’orientamento spaziale degli stati energetici in cui risiedono gli elettroni intorno all’atomo.

L’orologio atomico è stato ideato da Norman Ramsey, scienziato americano vincitore del Premio Nobel nel 1989 scomparso lo scorso venerdì all’età di 96 anni. Il principio su cui si basa quello che è al momento il sistema più preciso noto all’uomo per misurare il tempo – affetto da uno scarto di soli 4 secondi dal Big Bang a oggi – è la manipolazione degli stati energetici degli elettroni attraverso pulsazioni laser.

Misurando col laser il “salto” fatto da un elettrone tra uno stato e l’altro è possibile tenere il rintocco del tempo, ma la configurazione energetica degli elettroni è soggetta a impercettibili influenze e perturbazioni dovute ai campi elettromagnetici esistenti in natura.

Un orologio “nucleare”, al contrario, baserebbe il suo rintocco sulla misurazione del “salto” energetico del nucleo stesso di un atomo di torio , potendo contare sulla maggiore resilienza della forza forte (una delle quattro forze fondamentali dell’universo che regola le interazioni tra le particelle subatomiche presenti all’interno del nucleo di un atomo) rispetto alle influenze esterne.

Una simile configurazione di orologio nucleare sarebbe in grado di dimostrare una precisione 60 volte superiore a quella di un orologio atomico, dicono gli scienziati del Georgia Tech, accumulando il ritardo di 1 secondo ogni 200 miliardi di anni – un tempo 14 volte superiore all’età stimata dell’universo conosciuto.

Identificato il sistema per “manipolare” la configurazione spaziale degli elettroni intorno al nucleo tramite laser, per poter tramutare in realtà il principio dell’orologio nucleare a base di torio – già ipotizzato nel 2003 – i ricercatori del Georgia Tech dovranno ora identificare la frequenza luminosa necessaria a eccitare opportunamente i nuclei atomici.

Alfonso Maruccia

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09 11 2011
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