Costruiti i primi orologi alimentati da nuclei di atomi

Costruiti in Europa e in Cina i primi orologi al mondo alimentati da nuclei di atomi : a differenza dei tradizionali orologi atomici, basati sul preciso 'ticchettio' degli elettroni che passano da uno stato energetico all'altro quando stimolati da un laser, i nuovi orologi nucleari misurano il tempo monitorando le variazioni di energia all'interno del nucleo stesso. Le prestazioni non sono ancora paragonabili, ma dimostrano che gli orologi nucleari hanno il potenziale per passare dalla teoria alla realtà. Lo si evince da due studi indipendenti condivisi su arXiv dai ricercatori dell'Università tecnica di Vienna e dell'Università di Tsinghua in Cina.

Gli orologi nucleari potrebbero rivelarsi più stabili degli attuali orologi atomici perché il nucleo si trova in profondità al centro dell'atomo ed è molto meno suscettibile alle interferenze esterne rispetto agli elettroni, che invece occupano le regioni più esterne. Di conseguenza, potrebbero diventare potenti strumenti per studiare fenomeni come la materia oscura e possibili cambiamenti nelle costanti fondamentali della natura.

I due gruppi di ricerca hanno sviluppato i loro orologi partendo da nuclei di torio-229 , incorporati in cristalli di fluoruro di calcio e analizzati con luce laser ultravioletta nel vuoto . Da qui, tuttavia, i loro approcci si sono differenziati.
Il team europeo , guidato dal fisico italiano Luca Toscani De Col, ha realizzato un orologio autonomo completo , utilizzando il nucleo di torio per stabilizzare continuamente una frequenza laser. Il funzionamento e la stabilità a lungo termine sono stati dimostrati attraverso il confronto con un orologio atomico a ioni di itterbio già esistente.

Il team cinese , guidato dal fisico Beichen Huang, ha invece testato il proprio orologio in due cristalli prodotti indipendentemente per stabilire se il ticchettio fosse costante.
Gli orologi hanno prodotto frequenze quasi identiche , suggerendo che gli orologi nucleari potrebbero diventare standard riproducibili , anziché semplici dimostrazioni di laboratorio.