Descritto sulla rivista specializzata Nature, lo strumento, messo a punto sotto la guida di Simone Colombo, potrebbe aiutare gli scienziati a studiare gli effetti della gravità sul tempo
Un team di ricercatori del Mit (Massachusetts Institute of Technology) ha messo a punto l'orologio atomico più preciso mai realizzato. È in grado di misurare le vibrazioni impercettibili che avvengono nel mondo dell’infinitamente piccolo, con un errore inferiore a 100 millisecondi in un tempo equivalente all’età dell’Universo, ovvero circa 14 miliardi di anni.
Descritto sulla rivista specializzata Nature, lo strumento, realizzato sotto la guida di Simone Colombo, potrebbe aiutare gli scienziati a studiare gli effetti della gravità e dell'"invecchiamento" dell'Universo sul tempo.
Le caratteristiche del nuovo orologio atomico
Il "segreto" della sua precisione sta nella capacità di sfruttare il fenomeno noto come entanglement quantistico, che porta le particelle a legarsi in modo inestricabile senza entrare in contatto tra loro.
"L'entanglement aiuta a ridurre l'incertezza coinvolta nella misurazione dell'oscillazione degli atomi utilizzati dagli orologi atomici per tenere il tempo", ha spiegato Edwin Pedrozo-Penafiel del Mit.
Secondo il team di ricerca, questo meccanismo in futuro, oltre a chiarire l'effetto della gravità sul tempo, potrebbe anche aiutare a rivelare la materia oscura, che costituisce più di tre quarti dell'Universo.
"Gli orologi atomici ottici potenziati dall'entanglement avranno il potenziale per raggiungere una precisione migliore. Sono basati su un meccanismo simile a quello che permette agli orologi a pendolo di utilizzare l'oscillazione per tenere il tempo, ma usano i laser per misurare le oscillazioni regolari di nuvole di atomi, eventi periodici più stabili che gli scienziati possono attualmente osservare", ha precisato il ricercatore.
Le potenzialità dell'entanglement quantistico
Nello specifico, per mettere a punto il nuovo strumento, i ricercatori hanno considerato circa 350 atomi dell'itterbio, elemento della "terra rara", che oscilla 100 mila volte al secondo in più rispetto al cesio, utilizzato negli orologi atomici convenzionali. Tramite l'utilizzo di due laser, sono poi riusciti a misurare la frequenza media degli atomi, scoprendo che l'entanglement ha permesso all'orologio di raggiungere la precisione desiderata quattro volte più velocemente rispetto alle tecniche tradizionali. "Il nostro orologio potrebbe essere utilizzato per affrontare meglio vari misteri eccezionali dell'universo. Possiamo indagare sul modo in cui fenomeni come la velocità della luce, la carica dell'elettrone o la gravità possono subire l'influenza dell'invecchiamento dell'Universo", conclude Pedrozo-Penafiel.
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