Il dottorando Shijie Chai e il dottor Mikkel Andersen, del Dipartimento di Fisica dell'Università di Otago, con il loro gravimetro. Credito:Università di Otago
Il mondo ha un chilogrammo ufficiale rispetto al quale vengono misurati i chilogrammi di tutti gli altri paesi e calibrate le bilance.
Vive in Francia, dove il metro ufficiale del mondo, ora in pensione, era anche localizzato.
E se quel chilogrammo non fosse più esatto? E se accumulasse depositi sulla sua superficie? O si è deteriorato?
Le implicazioni di questi possibili cambiamenti potrebbero essere devastanti per il settore farmaceutico, ingegneria e aeronautica.
Dott. Mikkel F. Andersen, del Dipartimento di Fisica dell'Università di Otago, dice che il mondo si allontanerà presto dalla definizione di artefatto di un chilogrammo. La sua ricerca potrebbe aiutare nel processo.
"Il chilogrammo cambierà, a maggio del prossimo anno non sarà quello in Francia".
Anziché, un chilogrammo sarà definito scegliendo un valore esatto della costante di Planck, una grandezza che mette in relazione il peso con la corrente elettrica. Un componente chiave di questo sarà una misura accurata dell'attrazione gravitazionale nel punto preciso in cui verranno misurati i futuri pesi di calibrazione.
Attualmente ci sono due dispositivi portatili in grado di misurare con precisione la gravità. Però, questi gravimetri sono sia costosi che grandi. La Nuova Zelanda non ha una macchina del genere. Il più vicino è in Australia.
"Però, se esiste un solo tipo di dispositivo al mondo in grado di misurare la gravità, cosa succede se quel dispositivo è spento per qualche motivo? Allora tutte le scale del mondo si spegneranno. È importante disporre di una varietà di dispositivi in grado di misurare la gravità.
"Il mio obiettivo era quello di fare un più piccolo, dispositivo più compatto, che era anche più facile ed economico da costruire, " dice il dottor Andersen.
Utilizzando una semplice tecnologia laser, e idee dalle teorie arcane del caos quantistico, lui e Ph.D. il candidato Shijie Chai e il postdoctoral Fellow Dr. Julia Fekete hanno creato un dispositivo del genere, descritto nel giornale Revisione fisica A .
"Abbiamo mostrato che il principio funziona e crediamo che potrebbe essere preciso come altri attualmente disponibili, " dice il dottor Andersen.
Il dispositivo rilascia una nuvola di atomi, quindi crea schemi di interferenza in quegli atomi per consentire una misurazione accurata con un laser. La velocità della luce e la misura del tempo sono chiaramente definite, quindi non ci sono congetture in quegli elementi del dispositivo.
I gravimetri sono utilizzati per condurre indagini di gravità, che sono molto più economici della perforazione. I geologi li usano per scoprire quali rocce si trovano sotto la superficie del suolo; gli archeologi li usano per identificare le ossa sepolte; e sono ampiamente usati nell'esplorazione mineraria poiché il petrolio è più leggero della roccia.
Il Dr. Andersen afferma che i potenziali utenti finali hanno già espresso interesse per la capacità commerciale di questo nuovo dispositivo.
Il team intende garantire finanziamenti per la prossima fase della ricerca, che comporterà la riduzione delle dimensioni del modello, e aumentando la lunghezza della caduta degli atomi, che aumenta la precisione con cui misura la gravità.