Con gli orologi
atomici al cesio oggi è possibile misurare il tempo in modo del tutto
impensabile nei tempi passati. L’invenzione di questi strumenti costituisce una
vera rivoluzione in quanto le variazioni di frequenza possono portare al
massimo un errore di un secondo in un milione di anni o forse più. Altra
proprietà degli orologi atomici è che ci danno un tempo assoluto. Con questo
intendiamo che il funzionamento degli orologi atomici dipende solo dalle
proprietà di particolari atomi che sono
tutti identici e quindi non dipende dal luogo dove si trova lo strumento.
Ogni volta che
si costruisce un orologio, basato su questi atomi, la frequenza sarà quella che
ci si aspetta. Se in due laboratori distanti fra loro si realizzano due orologi
al cesio, non c'è bisogno di operazioni speciali per metterli d'accordo, vanno
all’unisono già di per sé: perché sfruttano una transizione dell'atomo di
Cesio. Gli atomi di Cesio a Roma oppure a Tokyo o sulla Luna, sono uguali:
tutte le frequenze di transizione sono le stesse, per cui ogni orologio, per
conto proprio, è già un campione di frequenza, cosa che non poteva essere vera
per un orologio a pendolo e neanche per un orologio al quarzo. L’oscillazione
del pendolo dipende, oltre che dalla sua lunghezza, anche dalla temperatura ed
anche dalla latitudine del luogo. Questo avviene anche per il quarzo: cioè se
si fabbricano due barrette di quarzo non possiamo essere sicuri che siano
perfettamente uguali.
Oggi gli scienziati
che studiano la relatività e quindi le piccole variazioni di tempo usano gli
orologi atomici perché sono certi dell'assoluta precisione di questi strumenti
in qualsiasi situazione. Detto in altri termini: se un orologio atomico non è
in accordo con un altro orologio atomico, che si trova in un posto diverso,
significa che il tempo è rallentato o
accelerato a seconda della situazione in cui si trova uno o l'altro dei
due orologi.
I primi orologi di
questo tipo perfettamente funzionanti furono realizzati verso il 1960. L'uso di
questi precisi misuratori di tempo ha portato nel 1967 alla definizione del “secondo standard” che è stata agganciata alla radiazione
emessa dal Cesio-133 quando si ha una transizione tra due livelli energetici.
Però dal 1972, data dell'introduzione
del "tempo atomico”, si è notato
che alle volte la rotazione terrestre rallenta: è successo ventisei volte. Di
conseguenza gli scienziati sono stati costretti, anche se malvolentieri, non
potendo correggere il moto della Terra, ad adeguare gli orologi atomici al
tradizionale orario planetario che invece si determina dalla rotazione della
Terra intorno al Sole!
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