Gli orologi atomici ottici, invece, operano intrappolando 40.000 atomi di stronzio in un reticolo ottico, appena sopra lo zero assoluto, e osservando le transizioni tra specifici livelli energetici degli elettroni. Questa tecnica ha permesso di misurare il tempo con un’incertezza di 8,1 parti per decimo di miliardesimo di miliardesimo.
La precisione estrema di questi orologi non è solo una curiosità scientifica; ha applicazioni pratiche significative. Ad esempio, la precisione degli orologi atomici ha già rivoluzionato sistemi come il GPS, migliorando notevolmente la loro accuratezza. Un ulteriore incremento di precisione, come quello offerto dagli orologi atomici ottici, potrebbe aumentare l’accuratezza del GPS di almeno mille volte. Inoltre, questa precisione potrebbe permettere nuovi esperimenti in fisica fondamentale, come test più rigorosi della relatività generale.
Il professor Jun Ye, dell’Istituto Nazionale di Standard e Tecnologia e dell’Università del Colorado Boulder, ha sottolineato l’importanza di questi sviluppi. Ye, che ha ricevuto il Premio Breakthrough in Fisica Fondamentale nel 2022, ha evidenziato come la precisione di questi orologi possa permettere di osservare fenomeni che fino ad ora erano solo teorizzati, come piccoli effetti predetti dalla relatività generale anche a scala microscopica.
Questi orologi non solo potrebbero aprire nuove frontiere nella scienza delle misurazioni, ma potrebbero anche avere applicazioni pratiche in esplorazioni spaziali e computazione quantistica. Ad esempio, per atterrare con precisione su Marte, sarà necessario disporre di orologi significativamente più precisi di quelli attualmente in uso nei sistemi GPS.