Questo orologio utilizza un reticolo ottico, una sorta di “rete di luce” creata con raggi laser, capace di intrappolare decine di migliaia di atomi di stronzio e misurare una specifica transizione – la transizione 1S0→3P0. La stabilità ottenuta è senza rivali: teoricamente, non dovrebbe perdere più di un secondo ogni 30 miliardi di anni. Rispetto agli orologi atomici di generazione precedente, che utilizzavano microonde per eccitare gli atomi, questo nuovo dispositivo impiega luce visibile, con una frequenza molto più elevata.
Tuttavia, non è l’unica innovazione: per raggiungere una precisione così elevata, è stato necessario un lavoro meticoloso sia nel controllo degli atomi che nella stabilità ambientale, riducendo al minimo gli errori sistematici. Il risultato è un’incertezza di 8×10-19, ovvero otto parti su dieci miliardi di miliardi. Questo rappresenta un miglioramento di oltre un fattore 2 rispetto al precedente orologio a reticolo ottico con atomi di stronzio più preciso mai realizzato. La sua precisione va ben oltre il semplice fornire l’ora esatta. È in grado di misurare le dilatazioni temporali dovute agli effetti della relatività generale anche a scale microscopiche. Potenzialmente, può registrare le alterazioni nel tempo causate da variazioni di potenziale gravitazionale dovute a spostamenti submillimetrici. Le applicazioni concrete sono numerose. Un dispositivo così sensibile al variare del potenziale gravitazionale può essere utilizzato, ad esempio, nella ricerca di giacimenti minerari nascosti nel sottosuolo.
La precisione nel calcolo del tempo è essenziale per la navigazione interplanetaria, dove anche il più piccolo errore può portare a deviazioni significative rispetto alla rotta desiderata, aumentando esponenzialmente con la distanza. Inoltre, le tecnologie sviluppate per raggiungere una precisione così elevata, in particolare il reticolo ottico capace di controllare i singoli atomi, possono avere importanti ricadute nel quantum computing. Oltre alle applicazioni pratiche, le implicazioni per la conoscenza sono affascinanti. Osservare gli effetti della relatività generale su scale così microscopiche aiuta a colmare il divario tra il regno microscopico dei quanti e i fenomeni su larga scala descritti dalla relatività generale.
