Sia nella navigazione che nelle telecomunicazioni avanzate, così come nella radioastronomia e nella verifica delle leggi fisiche fondamentali, sono necessarie misurazioni del tempo sempre più accurate e precise.
Per affrontare le sfide che questo campo della ricerca riserva, è necessario sviluppare e sfruttare le potenzialità degli orologi ottici. Tuttavia, la stabilità di un orologio ottico è limitata da due processi di rumore: il rumore di proiezione quantistica, causato al numero di atomi, e il rumore causato al laser utilizzato per interrogarli.
Superare tali limiti è obiettivo del progetto EMPIR Ultra-stable optical oscillators from quantum coherent and entangled systems (17FUN03 – USOQS).
Il progetto, coordinato dal Ricercatore INRiM, Filippo Levi, si sta occupando di implementare, studiare e caratterizzare metodi consolidati e nuovi di zecca per lo sviluppo di orologi ottici.
Inoltre, per oltrepassare i limiti di rumore e aumentare la stabilità di frequenza, sarà studiato l'entanglement multi-particellare di atomi/ioni; questo fenomeno potrebbe essere sfruttato anche per una varietà di misurazioni con maggiore sensibilità. I risultati del progetto supporteranno le future realizzazioni del secondo nel SI attraverso nuovi standard di frequenza e avranno un impatto significativo su molti campi che richiedono misurazioni del tempo ultraprecise.
Questo lavoro è descritto nel paper open access "Dynamical decoupling of laser phase noise in compound atomic clocks “ pubblicato sulla rivista Communications Physics.