Siamo vicini ad una nuova definizione del secondo. La messa a punto di un nuovo tipo di orologio, da parte di alcuni ricercatori afferenti al Laboratorio nazionale di metrologia (il LNE-SYRTE) dell’Osservatorio di Parigi, sarebbe a tutti gli effetti una svolta in questo senso.
Nel sistema internazionale delle unità di misura, il secondo si definisce grazie alla frequenza della luce erogata da un atomo di cesio quando subisce una specifica transizione fra due stati energetici.
Gli attuali orologi atomici utilizzati come standard di riferimento si basano sulle cosiddette fontane atomiche.
La “fontana” è costituita da un getto di atomi di cesio creato da un fascio laser che colpisce un gas di cesio. L’emissione degli atomi viene analizzata con un fascio di microonde una prima volta durante la fase di salita provocata dall’impulso laser e una seconda volta mentre gli atomi ricadono per gravità.
Si tratta di una tecnica che consente di ottenere una precisione di circa tre parti in dieci quadrilioni (ovvero 3 per 10 alla -16): ciò significa che l’errore dell’orologio non supererà un secondo in più di 100 milioni di anni.
Alcuni orologi atomici sperimentali di recente produzione, che controllano le emissioni di singoli atomi ionizzati intrappolati in un campo elettromagnetico, hanno prestazioni ancora migliori di un’ordine di grandezza.
Nel nuovo studio, Jérôme Lodewyck e colleghi illustrano un tipo di orologio atomico ancora più avanzato che, se ancora non ha battuto la precisione degli orologi a ioni intrappolati, prevede di poterlo fare a breve, arrivando a scandire gli attosecondi (ossia 10 alla -18 secondi).Come negli orologi a ioni intrappolati, infatti, i nuovi orologi, che utilizzano atomi di stronzio invece che di cesio, misurano la frequenza della
luce visibile, che è decine di migliaia di volte superiore a quella delle microonde, ma in confronto ad essi hanno il vantaggio di misurare la frequenza media delle emissioni di diverse migliaia di atomi intrappolati in un reticolo ottico – da cui il loro nome OLC (optical lattice clock) – invece che di uno solo, rendendo migliori e più “stabili” le statistiche di misurazione.