ILSUPER-OROLOGIO

Unnuovo tipo di orologio atomico lega il tempo alla massa: questo sistema potrebbe portare a una più precisa misurazione del tempo e una nuova definizione del chilogrammo. Per secoli gli esseri umani hanno misurato il tempo contando le oscillazioni di un moto periodico regolare, come quello del Sole, di un pendolo o di un cristallo di quarzo. Quello che noi oggi chiamiamo «secondo» è stato convenzionalmente definito come l'86.400esima parte del giorno solare. Nel corso degli ultimi cinquant'anni, poi, gli scienziati si sono rivolti alle oscillazioni elettromagnetiche all'interno degli atomi per misurare il tempo creando degli orologi atomici per ridefinire il secondo del Sistema Internazionale, l'unità base del tempo. Questo anche perché la durata media del giorno solare è variata, e il secondo non corrisponde più alla misura fissata. A differenza dei tradizionali orologi atomici, in cui si fa riferimento alla frequenza di transizione di un atomo, un nuovo orologio sviluppato da Shau-Yu Lan con i colleghi della Berkeley University of California è legato alla massa di un atomo, in particolare ad uno di cesio. Per la loro ricerca, è stato annunciato dalla rivista «Science», Lan e colleghi hanno usato un interferometro onda-materia per accedere a una specifica frequenza di oscillazione, nota come «frequenza Compton», di un atomo di cesio freddo. I risultati hanno mostrato che la massa e il tempo possono essere direttamente collegati con il loro apparato sperimentale. Questo super-orologio può offrire una precisione prima inimmaginabile. L'orologio può inoltre essere utilizzato anche per lo scopo opposto, misurare la massa sfruttando la frequenza Compton, cosa che in teoria potrebbe renderlo utilizzabile per fare riferimento al chilogrammo al secondo, attraverso i valori definiti della costante di Planck e della velocità della luce. E questa possibilità, volendo essere veramente «precisi», arriva al momento giusto, proprio quando la certezza sul «chilo perfetto» stava vacillando. È notizia di questi giorni che il chilo... è un po' ingrassato. Uno studio della Newcastle University ha infatti rilevato che il campione di riferimento del chilogrammo, l'International Prototype Kilogram (Ipk) conservato nell'International Bureau of Weights and Measure di Parigi, peserebbe oggi 10 microgrammi in più rispetto allo standard della sua introduzione, nel 1875. Nel 1884 sono state prodotte 40 repliche di questo campione, che sono state distribuite nel mondo per uniformare la misura. Nonostante gli sforzi fatti per proteggere l'Ipk e le sue copie, come riferisce uno studio pubblicato su «Metrologia», la spettroscopia fotoelettronica a raggi X ha rivelato che alcuni contaminanti hanno alterato il peso del campione di platino del National Physical Laboratory (la replica numero 18) e, nel mondo, anche sugli altri campioni si starebbe verificando una crescita di peso, con passo diverso, che li starebbe facendo divergere dal prototipo originale. Gli scienziati parlano comunque di piccoli cambiamenti, meno di 100 microgrammi, anche se «piccole variazioni su questa unità fondamentale di peso hanno un impatto molto ampio su scala "glocale"», ha spiegato Peter Cumpson, principale autore dello studio.