L’orologio
più preciso del mondo..non può segnare le ore? Com’è possibile?
Il
NIST F-1 non ha lancette né rotelle meccaniche perché è atomico,
cioè misura il tempo usando raggi laser, specchi e nubi di atomici
di cesio, un metallo piuttosto raro. È talmente perfetto che non
perderà o guadagnerà un secondo nemmeno tra 20 milioni di anni.
Ad
essere precisi il suo compito è quello di misurare la durata di un
secondo, che nel 1956, calcolato in basa alla rotazione terrestre era
definito come la 86.400esima parte del giorno solare medio, come dire
che in un giorno ci sono 86400 secondi. Ma la terra non impiega
sempre lo stesso tempo a girare su se stessa, quindi ogni giorno ha
una durata diversa.
Così
a partire dal 1967 per misurare la durata del secondo al posto della
rotazione della terra si utilizzano dagli atomi, in particolare la
loro capacità di emettere onde elettromagnetiche. In condizioni
determinate è infatti possibile inondare di energia un atomo, che
così si mette a vibrare, come se fosse la corda di una chitarra; con
queste oscillazioni l’energia viene resa sotto forma di onda
elettromagnetica, la cui frequenza in hertz è pari al numero di
oscillazioni contenute in un secondo.
Il
primo orologio atomico però viene realizzato già nel 1949 dal
fisico americano Harold Lyons, e utilizza le vibrazioni delle
molecole di ammoniaca, per cui il secondo è definito come il tempo
necessario alla molecola di ammoniaca per vibrare 24 milioni di
volte.
Dal
1955 l’ammoniaca viene sostituita dal cesio 33, trattato seguendo
lo stesso principio: inzuppare gli atomi di energia per poi calcolare
la frequenza delle onde emesse.
Nel
1999 nasce il NIST F-1, il più preciso al mondo, altrimenti detto
“orologio a fontana” perché gli atomi di cesio vengono sollevati
verso l’altro, come un getto di acqua verticale.
Sulla
base di questo orologio l'Ente Internazionale dei Pesi e delle
Misure, vicino Parigi, conserva il documento ufficiale che stabilisce
la definizione del secondo: il tempo nel quale avvengono
9.192.631.770 oscillazioni dell'atomo di cesio 133.
Il
prossimo orologio atomico andrà in orbita a bordo della Stazione
Spaziale Internazionale. Non sarà così più soggetto alla gravità
terrestre e quindi la sua precisione di calcolo del tempo aumenterà
ulteriormente.