L'intero concetto di tempo è artificiale. Ma ti sei mai chiesto come gli orologi siano evoluti dalle clessidre e dalla lettura delle ombre proiettate dal sole usando una meridiana? Grazie a un'invenzione semplice, possiamo misurare il tempo in modo più efficiente.
Un orologio atomico o un orologio a logica quantistica è un tipo di dispositivo per misurare il tempo noto per la sua precisione. Una versione è l'orologio a logica quantistica noto per essere così preciso. Perdrebbe solo un secondo dopo 33 miliardi di anni.
L'Orologio Atomico
Un professore della Columbia University di nome Isidor Rabi può essere accreditato come il promotore iniziale che ha portato alla creazione dell'orologio atomico. Negli anni ’30, sviluppò la tecnica di risonanza magnetica a fascio atomico. Questo metodo permise la misurazione delle proprietà magnetiche degli atomi e, successivamente, della misurazione dello spin dei protoni nel nucleo dell'atomo. (Fonte: NCBI)
La tecnica di Rabi permise una comprensione più profonda di come funzionano gli atomi. Questa tecnica portò alla creazione del primo orologio atomico nel 1949. Il National Bureau of Standards, ora chiamato National Institute of Standards and Technology o NIST, creò il primo orologio atomico.
Un orologio atomico funziona misurando il numero di vibrazioni di determinati atomi. Questo viene poi convertito in una misura del tempo. Il motivo per cui gli orologi atomici sono precisi è che le frequenze di risonanza di specifici atomi sono incredibilmente costanti. Le frequenze non sono influenzate da forze esterne come le variazioni di temperatura. (Fonte: How Stuff Works)
Molte versioni dell'orologio atomico furono create usando diverse particelle atomiche. La prima utilizzava particelle di ammoniaca, mentre la NBS-1, costruita nel 1952, usava atomi di cesio. Nel 1968 fu creata la NBS-4. Fu l'orologio atomico più preciso che il NIST ha usato fino agli anni ’90.
Nel 1999, la NBS-4 fu sostituita dalla NIST-F1, vantando una precisione di perdita di un secondo dopo 20 milioni di anni. Negli anni 2010, gli scienziati hanno sviluppato un orologio diverso più preciso dell'orologio atomico.
L'orologio a logica quantistica vanta una precisione di perdita di un secondo dopo 3,7 miliardi di anni. È come dire che perderà un solo secondo dopo che 2,5 universi sono stati creati e sono diventati estinti. Questo orologio utilizza un solo ione di alluminio, rispetto all'atomo di cesio dell'orologio atomico. (Fonte: Wired)
Usi Pratici dell'Orologio Atomico
Ci sono diversi usi pratici dell'orologio atomico di cui non siamo completamente a conoscenza
GPS
Tutti i satelliti GPS hanno molteplici orologi atomici per aiutarli a fornire posizioni precise. Questo è importante per la navigazione spaziale e anche per le comunicazioni tra i satelliti GPS.
Banche
Le banche hanno bisogno di orologi precisi per garantire timbri temporali e data di transazioni ad alta frequenza. Immagina se il mercato azionario non avesse orologi altamente precisi. Il mercato azionario non sarebbe così fiorente come lo è ora senza l'aiuto degli orologi atomici.
Provider di Telecomunicazioni
Hai notato un'opzione sul tuo telefono cellulare per impostare l'ora secondo il tempo del provider di servizi? I provider di telecomunicazioni usano orologi atomici per assicurarsi di fornire l'ora esatta ai loro utenti indipendentemente dalla regione del mondo in cui si trovano. (Fonte: Online Sciences)
