Due diversi gruppi di ricerca hanno presentato i primi orologi nucleari al mondo. Questi dispositivi sfruttano le transizioni energetiche interne al nucleo dell'atomo di torio-229, a differenza dei comuni orologi atomici che si basano sugli elettroni.
Un team europeo guidato da Thorsten Schumm dell'Università di Tecnologia di Vienna e un gruppo cinese coordinato da Shiqian Ding della Tsinghua University di Pechino hanno pubblicato i rispettivi preprint su arXiv il 3 e il 7 giugno 2026. Entrambi i collettivi sono riusciti a sincronizzare la frequenza laser sulla transizione nucleare, impedendo all'orologio di perdere precisione nel corso del tempo.
Gli orologi nucleari promettono di essere più stabili e facilmente trasportabili rispetto ai loro predecessori. Il nucleo di un atomo risulta infatti meglio protetto dalle interferenze esterne rispetto agli elettroni. Nel torio-229 l'energia di transizione è così ridotta da poter essere innescata con un laser a ultravioletti, una caratteristica estremamente rara tra gli elementi chimici.
L'aspetto cruciale risiede nel monitoraggio dell'assorbimento della luce laser da parte degli atomi. Quando la frequenza coincide il segnale si attenua; in caso di deviazione, invece, il segnale si intensifica e il laser viene immediatamente corretto. L'apparato cinese utilizza un laser più potente associato a una minore concentrazione di torio nel cristallo, ma i segnali ottenuti da entrambi i team si sono rivelati paragonabili.
La ricerca sugli orologi nucleari è proseguita per oltre vent'anni. Nel 2024, gli scienziati erano riusciti per la prima volta a indurre una transizione nucleare in un cristallo, determinandone con esattezza la frequenza. Ora l'orologio è diventato uno strumento operativo a tutti gli effetti, pronto per essere impiegato nell'esplorazione di nuove frontiere della fisica.
Quali saranno le applicazioni future è un interrogativo che i fisici hanno appena iniziato a porsi. Per ora una cosa è certa: gli orologi nucleari offrono un modo inedito per scrutare l'interno del nucleo atomico e mettere alla prova le forze fondamentali della natura.
