Quanto dura un secondo? Le nuove misure più precise e perché sono importanti
Il secondo, una delle sette unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale, sta per cambiare la sua definizione. Formalizzare con precisione il trascorrere del tempo non è una questione puramente tecnica, ma ha una serie di ripercussioni e conseguenze applicative in vari ambiti, nella ricerca scientifica, nelle applicazioni tecnologiche e non solo.
Basta pensare al fatto che tutte le unità di misura fondamentali, tranne la mole, sono subordinate al secondo e quindi di fatto collegate al riferimento temporale. Il metro, per esempio, è a sua volta definito come la distanza che la luce percorre nel vuoto in un tempo pari a 1/299.792.458 di secondo. Quindi avere una misura più precisa del secondo significa anche avere più precisione nella misura delle distanze.
Proprio per rispondere all’aumentata precisione dei sistemi di misurazione, la comunità dei metrologi ha deciso di affinare la definizione, realizzando nuovi orologi atomici super precisi e in grado di ridurre notevolmente il livello di incertezza.
Cosa dobbiamo attenderci nei prossimi anni
Il tempo non trascorrerà più velocemente né più lentamente: i minuti, le ore, i giorni e i mesi avranno sempre la stessa durata. Migliorerà invece la precisione con cui definiamo il secondo, grazie all’utilizzo di uno strumento tecnologico molto accurato.
L'unità di misura del tempo è attualmente definita come la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione emessa dall'atomo dell'isotopo 133 del cesio in una specifica transizione energetica. A tale scopo si è iniziato a utilizzare un orologio atomico al cesio, ritenuto per decenni l’elemento chimico ideale per tenere con precisione il tempo.
Per esempio, questo ha permesso di superare il problema del progressivo rallentamento della velocità di rotazione su sé stesso del nostro pianeta: si è stimato che la Terra perda più o meno 3 ore ogni due millenni. Facendola semplice, un orologio atomico attivato 2000 anni fa, sarebbe 180 minuti avanti rispetto al tempo misurato con la regolare alternanza giorno-notte. Infatti, nel 1972 furono per esempio aggiunti una tantum 10 secondi a una giornata, per favorire il riallineamento tra il conteggio atomico e quello astronomico.
Dopo molti decenni, vari team di esperti di metrologia si sono ora posti l’obiettivo di definire un nuovo standard di riferimento per il secondo, ponendo una base solida per le altre unità di misura. Ora la sperimentazione si sta concentrando su elementi diversi dal cesio, come per esempio l’itterbio, il mercurio e l’alluminio. Per ora i risultati ottenuti fanno ben sperare, e si ritiene plausibile riuscire a realizzare nuovi orologi, calibrati in maniera ancora più precisa e fondati su una nuova frequenza ottica.
Prima di conoscere la nuova definizione di secondo sarà necessario attendere ancora qualche anno: entro il 2026 si sapranno i criteri che dovrà soddisfare, mentre l’approvazione finale è prevista per la fine di questo decennio. I nostri orologi da polso e digitali, ovviamente, continueranno comunque ad andare perfettamente bene per la quotidianità.
