Film sottili di torio: una rivoluzione nell'orologeria atomica per precisione e accessibilità

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Di Giovanni Dosa
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Orologio atomico con sottile film di torio luminescente.

RomeScienziati dell'UCLA hanno fatto passi avanti nel migliorare gli orologi atomici usando film sottili di torio-229 al posto dei cristalli dopati al torio comunemente impiegati. Questo cambiamento aiuta a superare i problemi di scarsità e maggiore radioattività associati all'uso dei cristalli di torio. L'utilizzo dei film sottili di torio-229 potrebbe rendere gli orologi atomici più compatti, economici e accessibili.

Pellicole sottili di torio-229: sicure, economiche e precise

Le pellicole sottili di torio-229 offrono vantaggi significativi: presentano una bassa radioattività, rendendole più sicure da utilizzare, possono essere prodotte in grandi quantità a costi inferiori, e forniscono un ambiente stabile per i nuclei, migliorando la precisione.

Gli orologi atomici funzionano monitorando le vibrazioni degli atomi. Per farlo, gli orologi atomici attuali intrappolano gli atomi in camere a vuoto e li raffreddano per ottenere misurazioni temporali precise. Tuttavia, questi sistemi sono grandi e complessi. I film sottili di torio-229 potrebbero offrire una soluzione più piccola e semplice utilizzando cambiamenti energetici nucleari a un ritmo molto più veloce. Un orologio nucleare potrebbe stabilire nuovi standard di precisione nella misurazione del tempo. La loro maggiore stabilità e precisione potrebbe renderli utili in molti campi scientifici e industriali.

Gli orologi a base di torio vanno oltre la semplice misurazione del tempo; consentono agli scienziati di esplorare le leggi fondamentali della fisica. Attraverso una spettroscopia nucleare dettagliata, i ricercatori possono studiare le interazioni tra i nuclei atomici. Questo esame approfondito potrebbe aiutare a mettere alla prova le teorie attuali su materia ed energia e potrebbe persino portare a nuove scoperte scientifiche.

Orologi al torio: una rivoluzione nella navigazione e telecomunicazioni

Gli orologi al torio potrebbero perfezionare la navigazione satellitare, le telecomunicazioni e il trading ad alta frequenza, offrendo maggiore precisione e stabilità. Ciò comporterebbe notevoli miglioramenti nelle prestazioni in questi settori. Con il miglioramento dei metodi per produrre film al torio, questi potrebbero diventare fondamentali per qualsiasi tecnologia che richieda la massima precisione nel rilevamento del tempo.

La tecnologia cinematica al torio potrebbe aprire le porte a un futuro in cui mantenere il tempo con estrema precisione diventa una realtà pratica nella vita quotidiana. Questo avanzamento innovativo ha il potenziale di migliorare la ricerca scientifica e diversi settori commerciali, superando le capacità degli attuali orologi atomici.

Lo studio è pubblicato qui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-08256-5

e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è

Chuankun Zhang, Lars von der Wense, Jack F. Doyle, Jacob S. Higgins, Tian Ooi, Hans U. Friebel, Jun Ye, R. Elwell, J. E. S. Terhune, H. W. T. Morgan, A. N. Alexandrova, H. B. Tran Tan, Andrei Derevianko, Eric R. Hudson. 229ThF4 thin films for solid-state nuclear clocks. Nature, 2024; 636 (8043): 603 DOI: 10.1038/s41586-024-08256-5
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