Jun Ye: l'orologio che non perderebbe un secondo in 15 miliardi di anni

In un laboratorio di Boulder, in Colorado, migliaia di atomi di stronzio sono sospesi in un reticolo di luce laser, e ognuno di loro oscilla centinaia di migliaia di miliardi di volte al secondo. L'orologio che formano è così stabile che, lasciato in funzione, non guadagnerebbe né perderebbe un secondo in circa quindici miliardi di anni, più o meno l'età dell'universo. L'uomo che lo ha costruito, Jun Ye, è nato a Shanghai, è cresciuto in gran parte con la nonna e il 1° ottobre 2026 è diventato vincitore del Premio Wolf per la Fisica.

Shanghai, 1967

Jun Ye è nato nel 1967 a Shanghai. Suo padre era ufficiale di marina e sua madre scienziata ambientale, e gran parte dell'infanzia la trascorse con la nonna. Nel 1989 si laureò in fisica alla Shanghai Jiao Tong University, poi attraversò il Pacifico fino alla University of New Mexico, dove nel 1991 completò un master in ottica quantistica teorica con Marlan Scully.

Il premio Nobel in fondo al corridoio

Passò alla University of Colorado Boulder per il dottorato, che concluse nel 1997 con John L. Hall, il quale avrebbe condiviso il Premio Nobel per la Fisica 2005 per i lavori sulla precisione dei laser e sui pettini di frequenza. Dopo una borsa Millikan al Caltech con Jeff Kimble, Ye tornò a Boulder nel 1999, al JILA, l'istituto congiunto della University of Colorado e del National Institute of Standards and Technology, e nel 2001 ne divenne fellow a pieno titolo. Da allora è sempre rimasto lì.

Insegnare agli atomi a misurare il tempo

Un orologio atomico conta le vibrazioni di un atomo. Più alta è la frequenza e più calmo è l'atomo, più fine è il tic. Ye raffredda atomi di stronzio quasi allo zero assoluto e li intrappola in un reticolo ottico, una griglia di luce laser stazionaria. Poiché gli atomi si muovono appena, un laser può sondare a lungo la loro vibrazione ultrastabile, e quella vibrazione diventa il battito dell'orologio. Nel 2018 il suo orologio a gas quantistico tridimensionale ha raggiunto una precisione frazionaria di 2,5 parti su dieci trilioni nell'arco di circa sei ore. Nel 2022 il suo gruppo ha usato l'orologio per misurare lo spostamento gravitazionale verso il rosso di Einstein su un campione alto appena un millimetro, osservando il tempo scorrere, pochissimo, più lentamente in basso che in alto.

Questi orologi non sono delle curiosità. Affinano la navigazione satellitare e le comunicazioni, rilevano minuscole variazioni della gravità e dei campi magnetici e verificano se le costanti della natura siano davvero costanti. Lavora anche con i pettini di frequenza e l'informazione quantistica.

I riconoscimenti

Ye ha ricevuto il Premio I. I. Rabi per la fisica atomica, molecolare e ottica nel 2007, l'elezione alla National Academy of Sciences degli Stati Uniti nel 2011, il Presidential Rank Award nel 2015, il Premio Norman F. Ramsey nel 2019, il Breakthrough Prize in Fundamental Physics (annunciato nel 2021 e condiviso con Hidetoshi Katori) e la Medaglia d'Onore del Niels Bohr Institute nel 2022. È apparso nel documentario The Most Unknown su Netflix nel 2018. Al National Institute of Standards and Technology detiene cinque Medaglie d'Oro del Dipartimento del Commercio.

Perché Jun Ye è considerato un genio

Ye ha trasformato una disciplina silenziosa e quasi impossibile in uno strumento che misura in laboratorio la forma dello spaziotempo. La maggior parte degli scienziati insegue fenomeni nuovi; Ye insegue una barra d'errore più piccola, ancora e ancora, finché la barra d'errore stessa diventa la scoperta. I suoi orologi non si limitano a dire l'ora. Ci dicono, con una precisione che nessuno credeva raggiungibile, come l'universo la conserva.