Un nuovo modo di costruire orologi atomici potrebbe rendere il GPS ancora migliore
Una delle meraviglie del mondo moderno che tendiamo a dare per scontato è il GPS. Grazie al Global Positioning System e alla sua rete di satelliti posizionati con precisione, chiunque sulla superficie terrestre può localizzarsi a pochi metri. Questa è una comodità per cui i navigatori anche cento anni fa avrebbero ucciso.
Ancora, GPS non è perfetto. A volte perdiamo il segnale GPS quando si viaggia attraverso i tunnel, e talvolta il segnale non è così preciso come dovrebbe essere. Anche per una meraviglia moderna, il GPS può ancora essere un mal di testa da affrontare. Una nuova invenzione, però, potrebbe essere in grado di risolvere il problema riducendo gli orologi atomici utilizzati sui satelliti GPS a una dimensione portatile.
Il GPS funziona grazie a una serie di orologi incredibilmente precisi integrati in ogni membro della costellazione satellitare. Questi orologi atomici sono così precisi che perdono meno di un secondo ogni dieci miliardi di anni. Questo livello di precisione è essenziale perché i sistemi GPS devono prendere in considerazione gli effetti temporali della Teoria della Relatività di Einstein nel calcolo della tua posizione. Se l’orologio di bordo è anche una frazione di secondo off, potrebbe calcolare male la vostra posizione da decine o centinaia di piedi.
Quando il dispositivo GPS dell’auto o del telefono perde la connessione con i satelliti GPS in testa, perde anche la connessione con quegli orologi iper-precisi. Il risultato è che diventiamo untethered e perso. Per risolvere questo problema, un gruppo di scienziati presso l’Università del Sussex in Inghilterra hanno sviluppato un modo per ridurre gli orologi atomici fino al punto in cui possono veramente diventare portatili.
La svolta si basa sul modo centrale in cui operano gli orologi atomici. Gli orologi atomici mantengono il tempo facendo riferimento alla frequenza della luce emessa da un atomo specifico. Il dispositivo reale che misura quella frequenza è chiamato il ‘pettine,’ ed è tipicamente uno dei più grandi componenti in un orologio atomico moderno. I ricercatori del Sussex hanno sviluppato un modo per ridurre drasticamente le dimensioni del pettine integrandolo con un piccolo chip.
Il risultato è un piccolo chip di cronometraggio che utilizza sostanzialmente meno energia di un orologio atomico standard. C’è ancora molta strada da fare prima che i piccoli orologi atomici inizino a farsi strada nella vita quotidiana, ma questa è una pietra miliare importante che mostra che questi orologi sono in arrivo.