La maggior parte delle persone non sanno neanche dell’esistenza di progetti del genere ma è tutto realtà. Gli orologi nucleari potrebbero ben presto arrivare sui polsi di tantissimi utenti nel mondo, in quanto sono stati fatti grossi passi avanti nel loro sviluppo.
È stata sviluppata una nuova tecnica che consente di ridurre i rischi legati alla radioattività. In questo modo si potranno avere degli orologi più sicuri e pratici oltre che molto più precisi rispetto a quelli atomici tradizionali.
Perché gli orologi nucleari sono rivoluzionari
Gli orologi atomici tradizionali sono quelli a cui tutti sono abituati. Questi vanno avanti grazie alle transizioni energetiche che avvengono tra gli elettroni, discorso ben diverso per gli orologi nucleari. Questi ultimi invece sfruttano le transizioni interne del nucleo atomico che gli permette dunque di essere più precisi anche sul lungo periodo e soprattutto meno sensibili alle interferenze.
L’utilizzo del torio-229 è stato certamente uno degli ostacoli maggiori in quanto si tratta di un elemento raro e radioattivo. La svolta arriva grazie a una tecnica innovativa che utilizza sottili film di tetrafluoruro di torio (ThF4), riducendo di mille volte la radioattività rispetto ai metodi precedenti.
Mediante deposizione fisica da vapore, anche conosciuta con l’abbreviazione PVD, si riesce ad avere un processo ben chiaro. Ciò che avviene è innanzitutto il riscaldamento del tetrafluoruro di torio fino a portarlo all’evaporazione. C’è poi la condensazione su un substrato trasparente ai raggi ultravioletti e infine la formazione di film sottilissimi che arrivano allo spessore massimo di appena 100 nanometri.
Questi film richiedono quantità minime di torio-229, pari a pochi microgrammi, rendendo la tecnologia più sostenibile e sicura.
Tecnologia laser per una precisione estrema
Una delle sfide principali per gli orologi nucleari è la gestione delle transizioni energetiche nei film sottili. I ricercatori hanno risolto questo problema utilizzando una fonte laser a banda larga, capace di eccitare il torio in modo più efficiente e stabile, garantendo una precisione senza precedenti.
Questa tecnologia apre la strada a orologi nucleari indossabili, una possibilità che fino a pochi anni fa sembrava fantascienza. Le applicazioni vanno ben oltre la semplice misurazione del tempo:
- Navigazione: dispositivi più precisi per esplorazioni terrestri e spaziali;
- Telecomunicazioni: sincronizzazioni ultra-precise per reti globali;
- Informatica quantistica: la piattaforma ThF4 potrebbe ospitare emettitori quantistici ad alta densità, facilitando nuove scoperte nell’ottica quantistica.