Gli orologi nucleari potrebbero presto diventare una realtà concreta, portando precisione e innovazione in settori che spaziano dalla navigazione alle telecomunicazioni. Grazie a recenti progressi tecnologici, è stato possibile sviluppare dispositivi che riducono significativamente i rischi legati alla radioattività, rendendoli più sicuri e sostenibili rispetto alle versioni precedenti.
Gli orologi atomici tradizionali utilizzano le transizioni energetiche degli elettroni per misurare il tempo. Gli orologi nucleari, invece, sfruttano le transizioni interne del nucleo atomico, garantendo una precisione superiore e una maggiore resistenza alle interferenze. Questo li rende particolarmente adatti per applicazioni in cui l’affidabilità e la precisione sono fondamentali.
Una delle principali sfide nello sviluppo di questa tecnologia è stata l’utilizzo del torio-229, un elemento raro e radioattivo. La svolta è arrivata con una tecnica innovativa che impiega film sottili di tetrafluoruro di torio (ThF4), riducendo di mille volte la radioattività rispetto ai metodi tradizionali. Questo processo, noto come deposizione fisica da vapore (PVD), consiste nel riscaldare il tetrafluoruro di torio fino a farlo evaporare, condensarlo su un substrato trasparente ai raggi ultravioletti e formare film sottilissimi con uno spessore massimo di appena 100 nanometri. Grazie a questa tecnica, sono sufficienti quantità minime di torio-229, pari a pochi microgrammi.
Una fonte laser a banda larga ha risolto il problema delle transizioni energetiche nei film sottili, permettendo di eccitare il torio in modo più efficiente e stabile. Questo progresso apre la strada a orologi nucleari indossabili, un traguardo che fino a pochi anni fa sembrava impossibile. Le potenziali applicazioni sono molteplici: dispositivi di navigazione più precisi, sincronizzazioni avanzate per le telecomunicazioni e nuove possibilità nell’informatica quantistica, grazie all’uso della piattaforma ThF4 per emettitori quantistici ad alta densità.
