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Alla ricerca del tempo ... perfetto
La rete applicata alla Metrologia di Tempo e Frequenza: un link in fibra fra Torino e Firenze per confrontare orologi atomici remoti di Cecilia Clivati e Alberto Mura Tutti siamo abituati ad usare la rete per scambiarci informazioni, immagini, dati. In tutti questi casi, la fibra ottica trasferisce informazioni codificate in forma digitale su segnali ottici. Ma la fibra può trasportare anche un altro tipo di segnale: luce laser continua. Questo tipo di segnale non ha alcuna utilità per la trasmissione di dati. Allora, serve a qualcosa? E a chi interessa? All’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), per esempio. L’INRIM, che ha sede a Torino, ha la missione istituzionale di contribuire a definire e realizzare le unità fondamentali del Sistema Internazionale (SI) delle misure, a cui l’Italia aderisce sin dalla sua fondazione nel 1857. Uno dei compiti principali dell’Istituto è quello di disseminare le unità di misura, ovvero trasmetterle a tutta la comunità scientifica, industriale ed economica nazionale. Fra le sette unità fondamentali del SI troviamo quella di tempo, ovvero il secondo. Misurare il tempo in modo accurato permette di esplorare le frontiere della fisica, evidenziando anche effetti molto piccoli, come quelli dovuti alla
Timing is Everything Fiber optics are well known for their cutting-edge capacity in transferring digital information of all kinds in the form of optical signals. The fiber, however, can also carry another kind of signal: continuous laser light. This type of signal cannot be used to transmit data, so who on earth could be interested in its use? For one, the National Institute for Metrologic Research (INRIM).
14 GARRNEWS
Cecilia Clivati INRIM Ricercatrice c.clivati@inrim.it
collaborazione con il Politecnico di Torino INRIM e l’Università di FiRicercatore renze, con il supporto a.mura@inrim.it di GARR, un progetto per stabilire una connessione con l’Istituto Europeo di Spettroscopia Nonlineare (LENS) di Firenze con un link in fibra di 650 km, toccando i laboratori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare a Milano e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica a Bologna. Tale progetto è finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca fra i Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale (PRIN) del 2009. Sul fronte internazionale, INRIM ha in progetto la connessione al Laboratoire Souterraine de Modane, nel tunnel del Fréjus al confine francese. Questo link è strategicamente molto importante perché costituirebbe un accesso alla rete in fibra francese ed europea. Alberto Mura
relatività generale, per esempio, ma è fondamentale anche in discipline molto diverse fra loro, come la spettroscopia ad altissima risoluzione, la radioastronomia, la geodesia e le telecomunicazioni. Il secondo è l’unità di misura realizzabile con la più piccola incertezza, inferiore a 10-15; ciò significa che un orologio atomico (lo strumento oggi utilizzato per realizzare il secondo) “perde” 1 secondo ogni 100 milioni di anni; per avere un confronto si può considerare che un orologio da polso perde 1 secondo ogni giorno. Tuttavia, prestazioni tanto elevate si scontrano con i problemi delle tecniche attuali di disseminazione, di tipo satellitare. Esse riducono sensibilmente la stabilità del segnale trasferito e si rivelano ormai Come si può misurare e trasferiinadeguate davanti alla realizzazione di re l’unità di tempo con un laser? campioni di frequenza sempre più sta- All’INRIM si realizzano laser ultrastabili ed accurati. Usando la fibra ottica, bili, la cui frequenza è mantenuta coinvece, si dimostra un miglioramento stante al livello di 10-15. Tale frequendi alcuni ordini di grandezza rispetto za è misurata rispetto ad uno degli al satellite: i maggiori Istituti Metrolo- orologi primari presenti in Istituto gici europei si stanno così attrezzando che realizzano la definizione del seper realizzare quest’infrastruttura su tutto il terriMilano torio continentale, per connettersi ad altri istituti di ricerca ed industrie Torino ad alta tecnologia creanBologna do una rete europea di disseminazione via fibra Il percorso del link ottico Torino-Firenze, dell’unità di tempo. con le stazioni di amplificazione L’INRIM, sul territoe le attenuazioni per ciascuna tratta. Firenze rio italiano, ha avviato in
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