Unimore: ricerca su orologi ottici ultracompatti pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Communications

Una ricerca dell’ing. Luca Vincetti dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, condotta in team con gruppi stranieri, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Communications. Lo studio ha raggiunto un importante risultato verso la realizzazione di orologi ottici ultracompatti che in futuro potrebbero essere impiegati nei sistemi satellitari GPS e Galileo.
Una ricerca su orologi ottici ultracompatti, che ha visto protagonista un ricercatore dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, ha attirato l’interesse ed è stata pubblicata da una delle più prestigiose riviste scientifiche: Nature Communications.
La ricerca sviluppata dall’ing. Luca Vincetti, ricercatore di Campi Elettromagnetici e Fotonica presso il Dipartimento di Ingegneria Ferrari – DIEF dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, svolta in collaborazione con il team del prof. Hidetoshi Katori dell’ Università di Tokyo (Giappone) e il gruppo GPPMM dell’ XLIM di Limoges (Francia), guidato dal prof. Fetah Benabid, ha raggiunto un importante risultato verso la realizzazione di orologi ottici ultracompatti, che in futuro potrebbero sostituire gli orologi atomici utilizzati dai satelliti del sistema GPS e Galileo, il GPS europeo in fase di attivazione.
Questi sistemi, infatti, montano a bordo orologi atomici, senza i quali il sistema di posizionamento non potrebbe funzionare. In futuro, questi orologi atomici potranno essere sostituiti dai più precisi orologi ottici, migliorando le capacità di localizzazione dei sistemi GPS. Gli stessi ricevitori GPS in passato erano sistemi costosi, delicati e ingombranti impiegati solo in ambito militare. E’ stato lo sviluppo tecnologico che, nel tempo, ha reso questi sistemi piccoli ed economici, a tal punto da farli diventare oggetti di uso quotidiano. Pertanto, forse, tra qualche anno anche gli orologi ottici da polso diverranno oggetti di uso quotidiano.
“Gli orologi con elevatissima precisione – afferma l’ing. Luca Vincetti dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia – risultano di fondamentale importanza nella ricerca fisica di base, nella metrologia e nelle telecomunicazioni. Questi strumenti garantiscono una maggiore precisione rispetto ai loro predecessori a microonde, noti appunto come orologi atomici, perché utilizzano atomi che oscillano a frequenze più elevate consentendo di suddividere il secondo in un numero maggiore di parti. L’orologio ottico più preciso al mondo sbaglia di 4 secondi ogni 13.7 miliardi di anni, quanto l’età dell’Universo. Affinché gli orologi non perdano la loro precisione, è fondamentale che gli atomi durante le loro oscillazioni non subiscano degli urti. Questa è una delle principali ragioni che ne ostacolano la miniaturizzazione”.
Nel lavoro pubblicato, i vari teams sono riusciti ad intrappolare degli atomi di Stronzio a bassa temperatura all’interno di una fibra ottica cava microstrutturata mediante due fasci laser. In questo modo è stato possibile allineare gli atomi in una lunga catena evitando che questi urtassero tra di loro o con le pareti della fibra e dimostrando in questo modo che l’obiettivo di orologi ottici compatti è realisticamente raggiungibile.