ARTICOLI DI FONDO

A Torino il tempo scorre più lento che al Frejus, per la gravità

Fonte: ANSA

Condotto sulle Alpi il primo test 'sul campo' di un orologio atomico trasportabile: grazie alla sua incredibile precisione, ha confermato che in quota (nel traforo del Frejus) il tempo scorre in modo impercettibilmente più veloce che a valle (Torino) a causa della diversa forza di gravità, proprio come previsto dalla teoria della relatività di Einstein.

Il risultato è pubblicato sulla rivista Nature Physics dalla collaborazione europea coordinata dall'Italia,con l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (Inrim), e dimostra come gli orologi atomici possano operare anche al di fuori dei laboratori per 'prendere le misure' della Terra e del suo campo gravitazionale. "Si tratta di un'importante prova di principio, che apre la strada ad un nuovo ramo della scienza chiamato geodesia relativistica", spiega Davide Calonico, ricercatore dell'Inrim.

"Finora questo genere di misure riguardanti la conformazione della Terra e il suo campo gravitazionale (utili per conoscere la geografia e la geologia di un territorio) venivano fatte con l'aiuto dei satelliti: i risultati, molto precisi, erano però dei valori medi su aree di 10-20 chilometri quadrati. Trasportando sul posto gli orologi atomici di nuova generazione, quelli ottici, potremo invece ottenere delle misure puntuali, con una sensibilità al centimetro e una maggiore rapidità, così da monitorare anche le variazioni della gravità nel tempo, per valutare ad esempio i cambiamenti del suolo in caso di dissesto idrogeologico".

La fattibilità della misurazione della gravità con gli orologi atomici, racconta Calonico all'ANSA, "è stata dimostrata trasportando un orologio atomico grande quanto un container fin dentro al tunnel del Frejus, tra Francia e Italia". Lo scorrere del tempo nel cuore della montagna è stato quindi confrontato con quello misurato in modo ultra-preciso nella sede Inrim di Torino da un orologio atomico a itterbio e da una fontana atomica al Cesio. Il confronto in tempo reale dei segnali, reso possibile da un collegamento in fibra ottica realizzato dall'Inrim e lungo 150 chilometri, ha permesso di calcolare la diversa forza di gravità fra le due località.

"I risultati sono coerenti con le misurazioni geodetiche fatte con i metodi tradizionali, anche se un po' meno precise", sottolinea Calonico. "Rendendo la tecnica più accurata, potremo misurare il campo gravitazionale in modo standard per tutti i Paesi e con una risoluzione senza precedenti, permettendo ad esempio di monitorare le dinamiche delle correnti oceaniche e l'innalzamento del livello dei mari"

Generata una forma di luce completamente nuova

Le sue particelle si 'parlano' e sono più lente

Fonte: ANSA

Generato un nuovo tipo di luce: le sue particelle, i fotoni, 'parlano' tra loro, a differenza di quanto succede nella luce normale. Inoltre in questa nuova forma della luce, i fotoni non viaggiano singolarmente ma in grappoli, e questa caratteristica li rende 100.000 volte più lenti. Potrebbe essere la chiave per i futuri computer quantistici, che potranno fare calcoli oggi impossibili. Pubblicato sulla rivista Science, il risultato si deve ai ricercatori guidati da Vladan Vuletic, del Massachusetts Institute of Technology (Mit), e Mikhail Lukin, dell'università di Harvard.

"E' una forma di luce completamente nuova" ha detto all'ANSA Tommaso Calarco, direttore del centro di Scienza e Tecnologia Quantistica delle università tedesche di Ulm e Stoccarda. Per i fisici, l'interazione dei fotoni è un sogno che si realizza dopo decenni. Infatti "i fotoni normalmente non 'parlano' tra loro" ha osservato Calarco. Riuscire a farli comunicare "è fondamentale per utilizzarli come unità di informazione dei computer quantistici".

I computer del futuro infatti si baseranno sui cosiddetti bit quantistici, ossia i 'qubit', che possono assumere più di due stati: 1, 0 ma anche stati sovrapposti, memorizzando molti più dati e che per questo possono elaborare le informazioni molto più velocemente. "Come possiamo pensare - ha detto Calarco - di fare una semplice addizione e quindi unire tra loro due qubit, se questi si ignorano e quindi non si scambiano informazioni?".

I ricercatori, ha spiegato, sono riusciti a superare questo ostacolo con uno 'stratagemma': "hanno usato degli atomi come 'intermediari' per far dialogare tra loro i fotoni". Nell'esperimento è stata usata come 'mediatrice' una nuvola di atomi di rubidio, che è stata raffreddata a temperature vicine allo zero assoluto per immobilizzare gli atomi.

Quindi i ricercatori hanno 'sparato' nella nube un raggio di luce laser e osservato il raggio di luce in uscita dalla nube. Quello che hanno visto i fisici ha realizzato un sogno: i fotoni non uscivano singolarmente ma "a grappoli di due e tre particelle, simili alle ciliegie" ha spiegato Calarco. Ciò significa che i fotoni avevano interagito tra loro, attraverso gli atomi.

In pratica, ha detto l'esperto: i fotoni entrati nella nube hanno 'parlato' con gli atomi e c'è stato uno scambio di informazioni che ha fatto accoppiare le particelle. La luce in uscita esibiva anche un'altra proprietà molto particolare: le sue particelle erano molto più lente. Mentre i fotoni normalmente viaggiano a 300.000 chilometri al secondo, i fotoni accoppiati viaggiavano circa 100.000 volte più lentamente. Questo perché, hanno spiegato i ricercatori, i fotoni singoli non hanno massa, mentre quelli legati tra loro avevano acquisito una frazione della massa di un elettrone.

 



 

 

  

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