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Gli orologi nucleari al torio-229 hanno iniziato a funzionare: ecco cosa cambia
Il 7 ottobre 2026, i gruppi di TU Wien e dell’Università Tsinghua hanno presentato i primi orologi nucleari funzionanti al torio 229: laser interrogano nuclei inseriti in cristalli di fluoruro di calcio. Tsinghua ha riportato una stabilità circa sei volte superiore a quella del sistema viennese e segnali riproducibi...
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Key takeaways
- Il 7 ottobre 2026, i gruppi di TU Wien e dell’Università Tsinghua hanno presentato i primi orologi nucleari funzionanti al torio 229: laser interrogano nuclei inseriti in cristalli di fluoruro di calcio.
- Tsinghua ha riportato una stabilità circa sei volte superiore a quella del sistema viennese e segnali riproducibili tra cristalli; Vienna ha dimostrato il controllo automatico del laser per oltre 24 ore e un’instabili...
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Due gruppi indipendenti, alla TU Wien di Vienna e all’Università Tsinghua di Pechino, hanno dimostrato orologi funzionanti basati su una transizione energetica nei nuclei di torio-229. I risultati, pubblicati su Nature il 7 ottobre 2026, trasformano un obiettivo di ricerca perseguito da tempo in una prova di principio concreta. I prototipi, però, non superano ancora i più precisi orologi atomici ottici.12
Come funziona un orologio nucleare
Negli orologi atomici ottici convenzionali, il riferimento è una transizione che coinvolge gli elettroni dell’atomo. In un orologio nucleare al torio-229, invece, la transizione avviene all’interno del nucleo. Un laser interroga i nuclei, inseriti in cristalli di fluoruro di calcio, e viene regolato sulla frequenza caratteristica della transizione. Il sistema viennese usa una transizione a 148 nanometri e un circuito di retroazione per controllare il laser.2
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“ Nucleare ” indica dunque il punto in cui avviene la transizione: il dispositivo non ricorre alla fissione né alla fusione. E, a differenza degli orologi che confinano atomi o ioni, questi prototipi impiegano cristalli solidi drogati con torio.7
Due risultati diversi, entrambi importanti
Il gruppo di Tsinghua ha riferito una stabilità circa sei volte maggiore rispetto al dispositivo di Vienna. Ha inoltre misurato segnali concordanti, con uno scarto di circa 3 × 10⁻¹³, in cristalli cresciuti separatamente: un indizio utile del fatto che il segnale dell’orologio possa essere riprodotto in campioni diversi.4
Il gruppo viennese ha raggiunto un altro traguardo: il sistema ha stabilizzato automaticamente il laser e ha funzionato per oltre 24 ore senza interventi. Nell’arco di una giornata, l’instabilità di frequenza si è avvicinata a 10⁻¹⁵, un valore spesso reso con l’immagine di un errore di circa un secondo in 30 milioni di anni.2
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Queste cifre descrivono aspetti diversi delle prestazioni. La stabilità nel tempo, la riproducibilità tra cristalli e l’accuratezza rispetto a uno standard esterno sono collegate, ma non equivalenti. Il vantaggio di circa sei volte riportato da Tsinghua non è quindi una classifica complessiva dell’accuratezza dei due orologi.2
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Le prospettive, senza confondere il traguardo con l’arrivo
I risultati affrontano sfide complementari: quelli di Tsinghua indicano che il riferimento può essere riprodotto in cristalli diversi; quelli di Vienna mostrano che il controllo del laser può mantenersi a lungo in modo automatico. Sono passi necessari verso un orologio pratico, ma non significano che gli orologi nucleari siano già i più precisi disponibili: per ora restano indietro rispetto ai migliori orologi atomici convenzionali.7
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I nuclei sono in genere meno sensibili degli elettroni ad alcune perturbazioni esterne. È uno dei motivi per cui, in futuro, gli orologi nucleari potrebbero offrire una misura del tempo robusta e compatta. Il sistema viennese attuale, tuttavia, usa un cristallo grande circa un millimetro: un dispositivo delle dimensioni di un chip è una possibilità futura, non un risultato già dimostrato.2
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Se le versioni successive diventeranno portatili e miglioreranno le prestazioni, potrebbero trovare impiego nella navigazione e nella sincronizzazione di precisione. Per ora si tratta di applicazioni potenziali, non di capacità provate dai prototipi.
Il gruppo di Vienna ha anche usato il proprio orologio per cercare un possibile segnale di materia oscura, senza rilevarlo. Il risultato non esclude l’esistenza della materia oscura: mostra piuttosto come un orologio nucleare possa diventare un nuovo strumento per mettere alla prova ipotesi di fisica fondamentale.8
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Il 7 ottobre 2026, i gruppi di TU Wien e dell’Università Tsinghua hanno presentato i primi orologi nucleari funzionanti al torio 229: laser interrogano nuclei inseriti in cristalli di fluoruro di calcio.
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Il 7 ottobre 2026, i gruppi di TU Wien e dell’Università Tsinghua hanno presentato i primi orologi nucleari funzionanti al torio 229: laser interrogano nuclei inseriti in cristalli di fluoruro di calcio. Tsinghua ha riportato una stabilità circa sei volte superiore a quella del sistema viennese e segnali riproducibili tra cristalli; Vienna ha dimostrato il controllo automatico del laser per oltre 24 ore e un’instabili...