Oggi l’unità fondamentale del tempo, il secondo, è il ritmo invisibile che scandisce le nostre giornate e regola la maggior parte delle misurazioni scientifiche. Eppure, questa misura che diamo per scontata potrebbe subire un’evoluzione significativa nei prossimi anni. Una trasformazione radicale è già in discussione nei principali centri di ricerca internazionali e potrebbe concretizzarsi entro il 2030.
L’attuale definizione del secondo: una precisione atomica
La definizione del secondo, accettata a livello mondiale, risale al 1967. In quell’anno, la comunità scientifica stabilì che un secondo corrisponde alla durata di 9.192.631.770 oscillazioni della radiazione emessa da un atomo di cesio-133, durante la transizione tra due livelli energetici dello stato fondamentale. È questa transizione a rendere possibile il funzionamento degli orologi atomici, strumenti estremamente stabili che regolano satelliti GPS, reti elettriche e persino internet.
Nel 2018, la definizione è stata perfezionata, ma sempre mantenendo il riferimento al cesio-133. Questo standard ha garantito una stabilità eccezionale nel corso di oltre mezzo secolo, fungendo da base non solo per la misurazione del tempo, ma anche per altre unità fondamentali come il metro, il chilogrammo, l’ampere, il kelvin e la candela.
Perché ridefinire il secondo?
Nonostante l’affidabilità dell’orologio al cesio, gli scienziati ritengono che la tecnologia attuale consenta di ottenere misurazioni del tempo ancora più precise. Gli orologi atomici ottici, sviluppati negli ultimi anni, hanno raggiunto livelli di accuratezza fino a 100 volte superiori rispetto ai dispositivi basati sul cesio. Questi strumenti sfruttano frequenze di luce visibile piuttosto che le microonde, permettendo così una misurazione del tempo estremamente fine.
Secondo la dottoressa Liz Donley, responsabile della Divisione Tempo e Frequenza del National Institute of Standards and Technology, questi standard di frequenza ottica rappresentano il futuro della metrologia temporale. La sfida principale consiste nel garantire che queste nuove tecnologie possano essere riprodotte e sincronizzate a livello globale, mantenendo la coerenza in tutte le applicazioni pratiche e scientifiche.
La rivoluzione prevista entro il 2030
Un nuovo secondo potrebbe essere ufficializzato entro il 2030, ma il processo di approvazione richiede il rispetto di criteri rigorosissimi. Le condizioni includono la capacità di trasferire segnali di tempo su lunghe distanze attraverso reti in fibra ottica, assicurando che ogni osservatorio, laboratorio o sistema di navigazione sulla Terra possa accedere allo stesso standard temporale.
Il cambiamento, pur essendo quasi invisibile nella vita quotidiana, sarà fondamentale per le applicazioni scientifiche e tecnologiche più avanzate. Un esempio? Un orologio da polso basato su questa nuova tecnologia potrebbe funzionare per miliardi di anni senza accumulare nemmeno un secondo di errore.
Questa possibile ridefinizione rappresenta un passo cruciale per la scienza del tempo, spingendo l’umanità verso un futuro dove la misura del tempo sarà ancora più precisa e stabile, con implicazioni profonde per la fisica fondamentale, la navigazione spaziale e le tecnologie quantistiche.
