Gli orologi atomici sono gli orologi più precisi al mondo. Si basano sulle vibrazioni naturali degli atomi, che sono incredibilmente precise. Gli orologi atomici vengono utilizzati per calibrare altri orologi, come quelli del telefono o del computer, e vengono utilizzati anche nella ricerca scientifica.
Come funzionano gli orologi atomici?
Gli orologi atomici funzionano misurando la frequenza della radiazione elettromagnetica emessa dagli atomi. La frequenza di questa radiazione è molto precisa ed è determinata dai livelli energetici degli elettroni negli atomi. Quando un elettrone si sposta da un livello energetico più alto a uno più basso, emette un fotone di luce con una frequenza specifica.
L'orologio atomico misura la frequenza di questa luce e questa misurazione viene utilizzata per calcolare il tempo. Il tipo più comune di orologio atomico utilizza un atomo di cesio, che ha un livello energetico molto stabile. L'atomo di cesio viene posto in una camera a vuoto ed esposto a un fascio di microonde. Le microonde fanno sì che gli elettroni nell'atomo di cesio si spostino da un livello energetico inferiore a un livello energetico più elevato. Quando gli elettroni ricadono al livello energetico inferiore, emettono fotoni di luce con una frequenza di 9.192.631.770 hertz.
Questa frequenza è nota come frequenza di risonanza del cesio ed è la base per la definizione della seconda. Il secondo è definito come la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio 133.
Gli orologi atomici sono incredibilmente precisi.
I migliori orologi atomici possono misurare il tempo entro un secondo ogni 300 milioni di anni. Ciò significa che hanno una precisione di una parte su 10^15. In altre parole, se un orologio atomico fosse in funzione fin dall’inizio dell’universo (circa 13,8 miliardi di anni fa), sarebbe sfasato solo di circa un secondo.
Gli orologi atomici vengono utilizzati per molti scopi diversi.
Gli orologi atomici vengono utilizzati per calibrare altri orologi, come quelli del telefono o del computer. Vengono utilizzati anche nella ricerca scientifica, come esperimenti che richiedono tempi estremamente precisi. Gli orologi atomici vengono utilizzati anche nella navigazione spaziale, dove vengono utilizzati per aiutare i satelliti a mantenere la rotta.
Gli orologi atomici sono una parte importante del nostro mondo moderno.
Forniscono la tempistica precisa essenziale per molte tecnologie diverse, dai telefoni cellulari alla navigazione GPS. Gli orologi atomici ci ricordano anche l’incredibile precisione dell’universo e ci hanno aiutato a comprendere meglio la natura del tempo.
