Un nuovo impiego per gli orologi atomici

Con il “ticchettio” si potranno cercare i giacimenti

di Guendalina Ligato

L’orologio atomico è un tipo di orologio in cui la base del tempo è determinata dalla frequenza di risonanza di un atomo. Ma come è possibile cercare minerali sfruttando il “ticchettio” di un orologio atomico? Un team di astrofisici, guidati da Philippe Jetzer e Ruxandra Bondarescu, dell’Università di Zurigo, è convinto che si possano trovare depositi di minerali e giacimenti d’acqua attraverso precisissimi orologi atomici.

Gli scienziati sostengono che con essi è possibile misurare in modo accuratissimo il geoide terrestre, ossia la vera forma fisica della Terra, ed esplorare l’interno del pianeta, dal momento che questi orologi hanno ormai raggiunto un livello di precisione tale da poter essere utilizzati in rilevamenti geofisici. Infatti per la teoria della relatività generale lo scorrere del tempo è influenzato dalla presenza di masse. Quindi anche la frequenza di un orologio atomico cambierà in funzione della massa sottostante: l’orologio sarà più lento su una miniera di ferro e più veloce su una caverna vuota. Ormai la tecnologia degli orologi atomici sta facendo progressi a passi da gigante e tra pochi anni la loro precisione sarà sufficiente per rilevare queste differenze. Ed è in un articolo intitolato “Geophysical applicability of atomic clocks: direct continental geoid mapping” pubblicato su “Geophysical Journal International” che i due astrofisici spiegano come si dovrebbe effettivamente fare per esplorare l’interno della Terra. Secondo Ruxandra Bondarescu, se si ponesse un orologio atomico a livello del mare e un secondo orologio, sincronizzato con il primo, in qualunque altro posto della Terra, il secondo viaggerebbe più o meno lentamente a seconda delle rocce poste sotto di esso. Grazie a questi orologi, con ulteriori messe a punto del sistema, sarebbe anche possibile indagare fino a diversi chilometri di profondità per identificare giacimenti petroliferi, riserve d’acqua e minerali sfruttabili dall’uomo senza ricorrere ad altri sistemi geofisici. L’unico problema è che attualmente questi orologi ultraprecisi funzionano solo nei laboratori e, non essendo trasportabili a causa delle loro dimensioni, non possono essere utilizzati propriamente sul campo. Ma tutto questo in pochi anni potrebbe cambiare.

“Entro il 2022, un orologio atomico portatile volerà nello spazio a bordo di un satellite dell’ESA”, assicura Philippe Jetzer, delegato svizzero per la missione satellitare STE-Quest. Se davvero, in breve tempo, si costruissero degli orologi atomici portatili, si potrebbe cominciare a testare le ipotesi sullo studio dell’interno della Terra, con importanti ricadute scientifiche e pratiche. Già nel biennio 2014-2015 il nuovo orologio atomico ACES (Atomic Clock Ensemble in Space), a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, dovrebbe essere pronto all’uso. Ma per ora questo non è altro che un primo prototipo che ancora non ha raggiunto la precisione necessaria.