Recentemente i ricercatori hanno anche esplorato il possibile sviluppo di un orologio molecolare. Questi sistemi
“Il nostro recente lavoro è il risultato di anni disforzi per creare il cosiddetto orologio molecolare", ha dichiarato Tanya Zelevinsky, uno dei ricercatori e autori del nuovo lavoro, in un'intervista a Phys.org. “Siamo stati ispirati dai rapidi progressi nella precisione degli orologi atomici. Gli orologi molecolari si basano su un diverso meccanismo di "ticchettio" e quindi possono essere sensibili a fenomeni aggiuntivi. Uno di questi è l'idea che le costanti fondamentali della natura possano cambiare molto poco nel tempo. Un'altra possibilità è che la gravità tra oggetti molto piccoli possa differire dalle interazioni su scale più grandi".
Orologio molecolare creato da Zelevinsky e leicolleghi si basano sulla molecola biatomica Sr₂, strutturalmente simile a due minuscole sfere collegate da una molla. L'orologio utilizza specificamente le modalità vibrazionali di questa molecola come riferimento di frequenza accurato, che a sua volta consente di tenere traccia del tempo.
L'immagine delle molecole superfredde scomposte in atomi è stata utilizzata dai ricercatori. Foto: K. H. Leung
“I nostri orologi richiedono l'uso di laser perraffreddare gli atomi vicino allo zero assoluto e trattenerli in trappole ottiche, facendoli combinare in molecole e puntando loro laser "orologio" ad alta precisione per effettuare effettivamente una misurazione ", ha spiegato Zelevinsky. "Il vantaggio degli orologi molecolari è la bassissima sensibilità ai campi magnetici o elettrici vaganti e la lunghissima durata naturale dei modi vibrazionali".
In uno studio pubblicato sulla rivista PhysicalReview X, Zelevinsky e colleghi hanno valutato l'accuratezza degli orologi molecolari in una serie di test misurando il loro bias. Hanno scoperto che il loro design riduceva notevolmente le fonti di errore e l'orologio stesso raggiungeva un errore sistematico totale di 4,6 × 10−14, dimostrando una precisione particolarmente elevata.
Piccoli spostamenti nella posizione della risonanza dell'orologio a seconda della lunghezza d'onda della luce eccitante (indicata dal colore) limitano la precisione di un orologio vibrante. Foto: K. H. Leung
Orologio molecolare vibrazionale creatoda un gruppo di ricercatori, può diventare lo standard per le applicazioni di frequenza terahertz, nonché la base per la creazione di nuovi strumenti per la spettroscopia molecolare. Il suo design può anche essere modificato sostituendo le molecole di Sr₂ con altre varianti isotopiche (con una massa diversa).
“In futuro, speriamo di applicare molecolareguardare per comprendere la struttura molecolare con la massima precisione e studiare ogni possibile firma della gravità non newtoniana su scala nanometrica", conclude Zelevinsky.
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