Un orologio atomico portatile con una precisione al trilionesimo di secondo

L’agenzia governativa degli Stati Uniti DARPA ha annunciato il programma Robust Optical Clock Network (ROCkN), che mira a costruire un orologio atomico ottico super preciso abbastanza compatto da stare all’interno di un aereo militare o di un veicolo da campo, rivela un rapporto di New Atlas.

Nelle operazioni militari, è richiesta una precisione di livello di nanosecondi affinché le navi militari possano sparare con armi ad alta velocità e a distanze estreme. Anche un errore di un miliardesimo di secondo potrebbe far mancare il bersaglio a un missile. A tal fine, l’esercito moderno fa molto affidamento sul GPS, ma la tecnologia non è sempre disponibile e può anche essere bloccata dagli avversari.

L’orologio atomico potrebbero fornire una soluzione consentendo alle unità di campo di leggere l’ora con una precisione ultra precisa, senza la necessità di connettersi al GPS. La tecnologia utilizza un raggio di microonde per misurare la frequenza degli atomi mentre cambiano lo stato energetico. Il tipo più accurato di orologio atomico è l’orologio atomico ottico, che sostituisce le microonde con un raggio di luce, aumentando la precisione di un fattore 100. Gli orologi atomici ottici sono così precisi, infatti, che non avrebbero perso un secondo per l’intera esistenza dell’universo di oltre 13 miliardi di anni.

Orologio atomico portatile

In genere, l’orologio atomico ottico è una macchina grande e ingombrante, ma il programma ROCKn di DARPA mira a renderlo più piccolo e leggero in modo che possa essere montato su veicoli militari e persino satelliti.

“L’obiettivo è di trasferire orologi atomici ottici da elaborate configurazioni di laboratorio a versioni piccole e robuste che possono funzionare al di fuori del laboratorio”, ha affermato in una nota Tatjana Curcic, responsabile del programma presso l’Ufficio per le scienze della difesa della DARPA.

“Se abbiamo successo, questi orologi ottici fornirebbero un aumento della precisione di 100 volte, o una diminuzione dell’errore di temporizzazione, rispetto agli orologi atomici a microonde esistenti, e dimostrerebbero un migliore mantenimento della precisione del tempo di nanosecondi da poche ore a un mese. Questo programma potrebbe creare molte delle tecnologie, dei componenti e delle dimostrazioni critiche che portano a una potenziale futura architettura dell’orologio di rete”.

La tecnologia potrebbe avere applicazioni anche per l’esplorazione spaziale. Nel 2019, la NASA ha attivato il suo Deep Space Atomic Clock, che è fondamentale per consentire una navigazione spaziale accurata in futuro. Più o meno allo stesso modo delle operazioni militari, la navigazione spaziale richiede una lettura incredibilmente precisa sulle enormi distanze percorse. Gli orologi atomici ottici portatili, quindi, hanno il potenziale per consentire ai futuri veicoli spaziali di navigare nel cosmo con maggiore facilità.