Rivedere la precisione del tempo al secondo collegando orologi atomici tra diversi continenti. E’ quello che hanno fatto un gruppo di scienziati che hanno usato per la prima volta radiotelescopi che osservano quasar extragalattici distanti miliardi di anni luce, cioè sorgenti radio alimentate da buchi neri di milioni di masse solari ma talmente distanti da poter essere considerati punti fissi nel cielo. Gli scienziati, con questa nuova tecnica, hanno collegato orologi atomici ottici tra i diversi continenti con l’obiettivo di migliorare al secondo le misure di tempo internazionali.
L’ora esatta internazionale (Utc-Coordinated Universal Time) viene infatti calcolata dal confronto degli orologi atomici tramite comunicazioni satellitari e diffusa regolarmente per tutti gli usi civili dal Bipm. Le connessioni satellitari sono essenziali per mantenere un tempo globale sincronizzato ma non hanno tenuto il passo con lo sviluppo di nuovi orologi atomici. Questa nuova ricerca ha così sostituito i satelliti con sorgenti radio extragalattiche altamente energetiche come fonte di segnali di riferimento.
“Gli orologi ottici utilizzano laser che interagiscono con atomi ultrafreddi per dare un ticchettio molto raffinato. E’ importante che questi orologi non si limitino a funzionare solo in laboratorio ma che vengano confrontati tra di loro. Purtroppo i satelliti richiedono troppo tempo per farlo in maniera efficace” spiega Marco Pizzocaro, fisico all’Inrim e primo autore della ricerca. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Physics da astronomi e esperti di orologi dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (Inrim), l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), in collaborazione col National Institute of Information and Communications Technology (Nict) in Giappone, e il Bureau International des Poids et Mesures (Bipm) in Francia.
In particolare, gli scienziati del Nict hanno progettato due speciali radiotelescopi, uno installato in Giappone e l’altro in Italia al radio osservatorio Inaf a Medicina (Bologna). L’obiettivo della collaborazione era collegare due orologi ottici, uno in Italia e l’altro in Giappone, separati da una distanza di 8.700 chilometri. Secondo Davide Calonico, capo della divisione Quantum Metrology and Nanotechnology e coordinatore della ricerca presso Inrim “oggi, le nuove generazioni di orologi stanno portando a rivedere la definizione del secondo. La strada verso una ridefinizione deve affrontare la sfida di confrontare gli orologi a livello globale, su scala intercontinentale, con prestazioni migliori di quelle odierne”.
“Siamo orgogliosi di aver fatto parte di questa collaborazione contribuendo a realizzare un così grande passo avanti nello sviluppo di tecniche che, utilizzando le sorgenti radio più distanti dell’Universo, rendono possibile la misura delle frequenze generate da due tra i più precisi e accurati orologi qui sulla Terra” commenta Federico Perini, coordinatore della ricerca ad Inaf.
