È stato creato un orologio atomico che tiene il tempo grazie all'entanglement quantistico

Dei fisici, grazie a degli atomi di itterbio-171 con flussi di fotoni riflessi, hanno misurato il tempo delle loro piccole oscillazioni. I loro risultati mostrano che questo nuovo metodo potrebbe accelerare il processo di misurazione del tempo degli orologi dei nuclei atomici, rendendoli più precisi che mai.

Altri orologi atomici simili utilizzano i nuclei di atomi di cesio e torio. Tuttavia, poiché il nucleo di itterbio può essere fatto "muovere" a una velocità 100.000 volte superiore del nucleo di un atomo di cesio, si ottiene un meccanismo di misurazione del tempo molto più preciso. Qui, però, entrano in gioco le leggi della fisica quantistica, per esattezza il limite quantistico standard.

A un certo punto, infatti, è impossibile dire esattamente dove iniziano e finiscono le oscillazioni di un atomo. Quindi, a che serve avere un ticchettio ancora più veloce se non si possono misurare le sue oscillazioni? Si potrebbero registrare le frequenze di più atomi che ronzano contemporaneamente all'interno di un reticolo costituito da centinaia di minuscoli pendoli atomici, ad esempio, per aggirare questo problema.

Collegando gli atomi insieme è possibile ridistribuire l'incertezza nel sistema, aumentando la precisione in alcune parti a scapito di altre. "È come se la luce fungesse da collegamento di comunicazione tra gli atomi", afferma Chi Shu, fisico del MIT. "Il primo atomo che vede questa luce modificherà leggermente la luce, e quella luce modifica anche il secondo e il terzo atomo, e attraverso molti cicli, gli atomi si conosceranno collettivamente e iniziano a comportarsi in modo simile."

In questo caso, il team ha scoperto che l'entanglement quantistico ha reso il processo di misurazione circa tre volte più veloce rispetto agli orologi che agiscono sul limite quantistico standard (così come riporta uno studio pubblicato sulla rivista Nature). Orologi atomici più precisi potrebbero essere proprio ciò di cui abbiamo bisogno per studiare alcune delle influenze più sottili dell'Universo.