Nel laboratorio dell'Università di Vienna i fisici hanno creato un prototipo di orologio nucleare che per la prima volta è in grado di mantenere autonomamente la propria stabilità. Il dispositivo sfrutta le transizioni nel nucleo dell'atomo di torio-229 e, secondo le stime preliminari, potrebbe superare la precisione dei migliori orologi atomici.
Gli orologi atomici si basano sulle oscillazioni degli elettroni, sensibili ai campi esterni e alla temperatura. Gli orologi nucleari, al contrario, lavorano con le transizioni all'interno del nucleo, dove le particelle sono protette dalla maggior parte delle influenze esterne. Questo li rende potenzialmente mille volte più precisi.
L'innovazione principale è il meccanismo di autostabilizzazione. Gli scienziati hanno integrato un sistema di retroazione che corregge automaticamente il laser che eccita il nucleo, se la frequenza comincia a «derivare». Immaginate un pendolo che da solo tende la molla per non perdere il ritmo: è proprio così che funziona il nuovo sistema.
Una tale stabilità apre la strada a nuove tecnologie. Orologi più precisi miglioreranno la navigazione, la sincronizzazione delle reti e la ricerca delle onde gravitazionali. Aiuteranno a verificare le costanti fondamentali della natura e a cercare indizi di nuova fisica oltre il Modello Standard.
Per ora il prototipo funziona in condizioni di laboratorio, ma già tra qualche anno si prevede il trasferimento della tecnologia su chip compatti. Allora gli orologi nucleari potranno comparire nei satelliti, nei sottomarini e persino nei dispositivi quotidiani, dove è richiesta la massima precisione del tempo.
La scoperta a Vienna mostra come le proprietà quantistiche del nucleo si trasformino da idea teorica in uno strumento funzionante. Il prossimo passo è la verifica della precisione record in condizioni reali e la ricerca di altri nuclei adatti per l'orologio.
