Il Messaggero, sezione Macro pag. 1-20,
7 dicembre 2014
di Gabriele Santoro
di Gabriele Santoro
LA SCOPERTA
«Entro tre o quattro anni saremo in grado di ridefinire a livello globale la misurazione del secondo. In laboratorio applichiamo già, con gli orologi atomici d'ultima generazione, sviluppati anche da noi, la nuova misura del tempo universale. Ora dobbiamo riuscire a rendere questi oggetti riproducibili, in modo da uniformare lo standard», annuncia Massimo Inguscio, presidente dell'Istituto Nazionale di Metrologia. Il consesso per la ratifica della convenzione sarà la Conferenza Internazionale Pesi e Misure, che si riunisce con cadenza quadriennale.
SPETTROSCOPIA
Il professore, ordinario di fisica della materia e direttore del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare, evita il termine rivoluzione. Preferisce usare l'espressione «progressi drammatici», per evidenziare l'impatto crescente degli studi metrologici. Nel convegno torinese, che ha appena celebrato gli ottant'anni dell'Inrim, è apparsa ormai matura la possibilità d'introdurre un più preciso calcolo del secondo. Il margine di errore è equivalente a un secondo sul tempo di tutta la vita dell'universo.
L'unità non sarà più registrata con l'orologio all'atomo di cesio, che assicurava la precisione di un milionesimo di miliardesimo di secondo, ma dall'atomo itterbio, arrivando al miliardesimo di miliardesimo. La misura della luce, elemento chiave per i metrologi, che pilota questi orologi atomici ottici, accresce dunque di cento volte la puntualità.
IL RUOLO DELLA GRAVITÀ
Non si potranno prevedere ancora i terremoti, però rileveremo con maggiore accuratezza le deformazioni della crosta terrestre, gli stress e le tensioni che l'agitano. Il tempo diventa così determinato dalla nostra capacità di seguire l'evolvere della gravità terrestre, e studiare il turbamento provocato dagli effetti gravitazionali, che ritardano o accelerano l'orologio. In altre parole sono strumenti tanto sensibili agli effetti previsti dalla legge della relatività generale da percepire un tempo diverso anche fra dislivelli minimi di altezza. Sarà più esatta la localizzazione Gps, grazie all'evoluzione degli orologi atomici a bordo dei satelliti. Miglioreranno i sistemi di comunicazione wireless. Potremo verificare leggi fondamentali della natura e disporre di maggiore precisione nella fisica fondamentale.
LUCE INFRAROSSA
Questi battiti di tempo tremendamente precisi viaggiano, e sempre più viaggeranno, a cavallo della luce infrarossa su una fibra ottica dai laboratori dell'Inrim. «Il nostro sogno è di unificare l'Italia, mettendola in sintonia col tempo in fibra - racconta Inguscio -. Per ora siamo collegati con i laboratori a Milano, Bologna e Firenze, ma sarà molto importante raggiungere Matera e la Sicilia. Il passaggio in fibra in un tunnel sotto le Alpi ci aprirà all'Europa. Sarà bellissimo unirsi agli altri istituti di metrologia europei. Immaginiamo la ricaduta di un tempo assoluto, uguale poi in tutto il mondo, sugli scambi commerciali e finanziari».
LA BORSA
Un esempio pratico? «Il segnale di tempo con le fibre lo mandiamo anche nei distretti finanziari. Gli inglesi lo fanno già con la City, dove le compravendite di azioni e titoli si giocano su una risoluzione temporale di millisecondi. Nel pianeta globalizzato e iperconnesso è risolutiva la sincronizzazione del flusso delle informazioni, grazie a orologi che «ticchettano» al miliardesimo di secondo».
CONTARE GLI ATOMI
Nella due giorni torinese, alla quale hanno partecipato i premi Nobel per la fisica David Wineland (2012) e William Phillips (1997), è stata affrontata anche la questione della riconsiderazione prossima del chilogrammo. Questa unità di misura di massa di platino-iridio, conservata a Sèvres presso l'Ufficio Internazionale dei pesi e delle misure, potrà essere riprodotta da ogni laboratorio nazionale, che realizzerà il proprio campione di chilo basandosi su parametri unici. La ridefinizione deriverà dal contare gli atomi contenuti in una sfera di silicio, utilizzando il numero di Avogrado. Ma c’è dell’altro.
Le frontiere della ricerca metrologica evolvono anche di pari passo con lo sviluppo delle nanotecnologie, i cui riflessi sono decisivi sulla produzione farmacologica. La metrologia della chimica, e della nanochimica, mira ai processi produttivi delle nanoparticelle. E per l'efficacia del farmaco, e soprattutto per evitare danni sull'essere umano, la dimensione delle nanoparticelle deve essere quanto più standardizzata.
L’ITALIA
L'avanguardia italiana nel settore emerge nell'elaborazione di sistemi per la sicurezza alimentare. Sono state sviluppate tecniche molte raffinate per la tracciabilità e la valutazione della qualità degli alimenti. L'Ue ha di recente approvato un programma Inrim per la misurazione dell'umidità nei cibi. La quantità di quest'ultima incide fortemente sul grado nutritivo e la digeribilità del prodotto.
«La metrologia è una scienza lenta. La nostra rivoluzione consiste nello spingerci fino all'esattezza massima dei campioni noti del tempo, della lunghezza e delle altre unità fondamentali. Misurare significa conoscere. E gli standard assoluti innovativi, che validiamo, saranno riferimento indispensabile per l'organizzazione del mondo e la produttività», conclude Inguscio.
Il professore, ordinario di fisica della materia e direttore del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare, evita il termine rivoluzione. Preferisce usare l'espressione «progressi drammatici», per evidenziare l'impatto crescente degli studi metrologici. Nel convegno torinese, che ha appena celebrato gli ottant'anni dell'Inrim, è apparsa ormai matura la possibilità d'introdurre un più preciso calcolo del secondo. Il margine di errore è equivalente a un secondo sul tempo di tutta la vita dell'universo.
L'unità non sarà più registrata con l'orologio all'atomo di cesio, che assicurava la precisione di un milionesimo di miliardesimo di secondo, ma dall'atomo itterbio, arrivando al miliardesimo di miliardesimo. La misura della luce, elemento chiave per i metrologi, che pilota questi orologi atomici ottici, accresce dunque di cento volte la puntualità.
IL RUOLO DELLA GRAVITÀ
Non si potranno prevedere ancora i terremoti, però rileveremo con maggiore accuratezza le deformazioni della crosta terrestre, gli stress e le tensioni che l'agitano. Il tempo diventa così determinato dalla nostra capacità di seguire l'evolvere della gravità terrestre, e studiare il turbamento provocato dagli effetti gravitazionali, che ritardano o accelerano l'orologio. In altre parole sono strumenti tanto sensibili agli effetti previsti dalla legge della relatività generale da percepire un tempo diverso anche fra dislivelli minimi di altezza. Sarà più esatta la localizzazione Gps, grazie all'evoluzione degli orologi atomici a bordo dei satelliti. Miglioreranno i sistemi di comunicazione wireless. Potremo verificare leggi fondamentali della natura e disporre di maggiore precisione nella fisica fondamentale.
LUCE INFRAROSSA
Questi battiti di tempo tremendamente precisi viaggiano, e sempre più viaggeranno, a cavallo della luce infrarossa su una fibra ottica dai laboratori dell'Inrim. «Il nostro sogno è di unificare l'Italia, mettendola in sintonia col tempo in fibra - racconta Inguscio -. Per ora siamo collegati con i laboratori a Milano, Bologna e Firenze, ma sarà molto importante raggiungere Matera e la Sicilia. Il passaggio in fibra in un tunnel sotto le Alpi ci aprirà all'Europa. Sarà bellissimo unirsi agli altri istituti di metrologia europei. Immaginiamo la ricaduta di un tempo assoluto, uguale poi in tutto il mondo, sugli scambi commerciali e finanziari».
LA BORSA
Un esempio pratico? «Il segnale di tempo con le fibre lo mandiamo anche nei distretti finanziari. Gli inglesi lo fanno già con la City, dove le compravendite di azioni e titoli si giocano su una risoluzione temporale di millisecondi. Nel pianeta globalizzato e iperconnesso è risolutiva la sincronizzazione del flusso delle informazioni, grazie a orologi che «ticchettano» al miliardesimo di secondo».
CONTARE GLI ATOMI
Nella due giorni torinese, alla quale hanno partecipato i premi Nobel per la fisica David Wineland (2012) e William Phillips (1997), è stata affrontata anche la questione della riconsiderazione prossima del chilogrammo. Questa unità di misura di massa di platino-iridio, conservata a Sèvres presso l'Ufficio Internazionale dei pesi e delle misure, potrà essere riprodotta da ogni laboratorio nazionale, che realizzerà il proprio campione di chilo basandosi su parametri unici. La ridefinizione deriverà dal contare gli atomi contenuti in una sfera di silicio, utilizzando il numero di Avogrado. Ma c’è dell’altro.
Le frontiere della ricerca metrologica evolvono anche di pari passo con lo sviluppo delle nanotecnologie, i cui riflessi sono decisivi sulla produzione farmacologica. La metrologia della chimica, e della nanochimica, mira ai processi produttivi delle nanoparticelle. E per l'efficacia del farmaco, e soprattutto per evitare danni sull'essere umano, la dimensione delle nanoparticelle deve essere quanto più standardizzata.
L’ITALIA
L'avanguardia italiana nel settore emerge nell'elaborazione di sistemi per la sicurezza alimentare. Sono state sviluppate tecniche molte raffinate per la tracciabilità e la valutazione della qualità degli alimenti. L'Ue ha di recente approvato un programma Inrim per la misurazione dell'umidità nei cibi. La quantità di quest'ultima incide fortemente sul grado nutritivo e la digeribilità del prodotto.
«La metrologia è una scienza lenta. La nostra rivoluzione consiste nello spingerci fino all'esattezza massima dei campioni noti del tempo, della lunghezza e delle altre unità fondamentali. Misurare significa conoscere. E gli standard assoluti innovativi, che validiamo, saranno riferimento indispensabile per l'organizzazione del mondo e la produttività», conclude Inguscio.
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