Un team di scienziati sta attualmente lavorando su una nuova tecnologia per gli orologi nucleari che potrebbe rivoluzionare la precisione della misurazione del tempo. Questa innovazione si basa sull’utilizzo di sottili pellicole di tetrafluoruro di torio, che si sono dimostrate meno radioattive e più economiche rispetto ai modelli precedenti. Grazie a questa nuova tecnologia, gli orologi nucleari potrebbero diventare più accessibili e scalabili, aprendo la strada a possibili applicazioni pratiche nel campo delle telecomunicazioni e della navigazione.
Gli orologi nucleari: una svolta nella misurazione del tempo
Gli orologi nucleari rappresentano una svolta significativa nella ricerca di una misurazione del tempo ultra-precisa. A differenza degli orologi atomici ottici, che si basano sulle transizioni elettroniche, gli orologi nucleari misurano le transizioni energetiche all’interno del nucleo di un atomo. Queste transizioni nucleari sono meno influenzate da fattori esterni, offrendo un potenziale per un’accuratezza senza precedenti nella misurazione del tempo.
Il torio-229 e l’innovazione nella produzione
Il torio-229, un isotopo fondamentale per gli orologi nucleari, è raro, radioattivo e costoso da ottenere in grandi quantità. Tuttavia, un team di ricerca guidato da Jun Ye e Eric Hudson ha sviluppato un metodo innovativo per la produzione di sottili pellicole di tetrafluoruro di torio, rendendo gli orologi nucleari mille volte meno radioattivi e più accessibili. Questo approccio potrebbe segnare un punto di svolta nello sviluppo di orologi nucleari, rendendoli più accessibili e scalabili.
- L’utilizzo di pellicole sottili potrebbe equiparare gli orologi nucleari a semiconduttori e circuiti integrati fototonici, aprendo la strada a una maggiore portabilità e praticità.
- Il team di ricerca ha collaborato strettamente con esperti di sicurezza radiologica per garantire la sicurezza e l’efficacia del loro orologio nucleare.
Il processo di produzione delle pellicole sottili
Per produrre le pellicole sottili, i ricercatori hanno utilizzato un processo chiamato deposizione fisica da vapore (PVD), che ha permesso di ottenere uno strato uniforme di fluoruro di torio su un substrato trasparente alla luce ultravioletta. Questo metodo ha reso il prodotto mille volte meno radioattivo, pur mantenendo un’alta densità di nuclei di torio attivi.
- Nonostante i progressi, il team ha affrontato alcune sfide legate alla variazione degli ambienti di torio nelle pellicole sottili, che ha influenzato la consistenza delle transizioni energetiche.
- Tuttavia, grazie all’utilizzo di un laser ad alta potenza, i ricercatori sono riusciti a confermare le eccitazioni nucleari riuscite, dimostrando il potenziale delle pellicole sottili come riferimento di frequenza per gli orologi nucleari.
Impatti e prospettive future
I ricercatori sono entusiasti dei miglioramenti nella misurazione del tempo che potrebbero derivare dall’utilizzo di pellicole sottili negli orologi nucleari. Questa tecnologia potrebbe rendere gli orologi nucleari più compatti e portatili, aprendo nuove possibilità di applicazione in settori come le telecomunicazioni e la navigazione. Sebbene la portabilità su larga scala sia ancora un obiettivo futuro, questa innovazione potrebbe avere un impatto significativo sulla fisica e sulla tecnologia del tempo.
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