Un minuto che dura 61 secondi: succede il 30 giugno, ma non quest’anno

Non tutti i minuti sono uguali. Siamo infatti abituati a pensare al minuto come un qualcosa che dura 60 secondi, ma no! Ne esiste uno speciale da ben 61 secondi, ma perchè esiste? Qual è il suo scopo? E perchè viene aggiunto quaso ogni anno il 30 giugno, ma non nel 2022?

Solitamente viene introdotto il 30 giugno, ma per quest’anno non ci sarà. Ad annunciarlo è l’ente International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS). Potrebbe forse accadere a fine anno, ma si attendono conferme.

Qual è il motivo dietro il minuto da 61 secondi?

Solitamente, alla fine della giornata del 30 giugno di ogni anno viene aggiunto 1 secondo, in inglese chiamato leap second. Ciò significa, quindi, che la mezzanotte non scatta alle 23, 59 minuti e 59 secondi come siamo abituati a vedere ma alle 23, 59 minuti e 60 secondi, che fa anche strano a vedersi e a scriversi.

Il secondo aggiuntivo è una trovata adottata nel 1972, e l’International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) è l’ente che si occupa di comunicarci quando “aggiustare gli orologi”.

Il bisogno nasce dall’esistenza degli orologi atomici. L’orologio atomico è un tipo di orologio in cui la base del tempo è determinata dalla frequenza di risonanza di un atomo. L’enorme precisione offerta dagli orologi atomici, a livello mondiale, è così alta che sbagliano di un secondo ogni 138 milioni di anni. Sono così puntuali che il tempo scandito da questi orologi ad un certo punto non rispetti più le naturali irregolarità del ritmo di rotazione del nostro Pianeta. Per questo motivo, ad intervalli specifici, è necessario sincronizzare il tempo astronomico con quello scandito dagli orologi atomici.

Il tempo astronomico è quindi quello naturale, calcolato con la posizione degli astri tra cui la posizione della Terra rispetto al Sole, comunemente chiamato Greenwich Mean Time (GMT). Quella segnata dagli orologi atomici è invece chiamato Coordinated Universal Time (UTC), che è quello che seguiamo quotidianamente tutti, anche senza rendercene conto.

Queste due misure di tempo vengono continuamente calcolate, e quando si discostano di 0.6 secondi l’uno dall’altro (quindi la differenza in valore assoluto è maggiore di 0.6 secondi), allora è richiesta l’aggiunta del leap second. Questo avviene normalmente durante l’ultimo minuto del 30 giugno o del 31 dicembre di ogni anno. Ecco quindi spiegato perchè esiste un minuto da 61 secondi!

Come funziona un orologio atomico?

Noi esseri umani siamo in grado di fare una cosa estremamente bene: misurare il tempo. E’ la misura che ci riesce meglio, con l’incertezza più bassa possibile. Per riuscire in questa impresa, ci si basa su fenomeni periodici, come la vibrazione indotta elettricamente di un cristallo di quarzo.

Sfortunatamente, questa vibrazione non è rigorosamente costante. L’orologio atomico quindi basa il suo funzionamento su un meccanismo di feedback che costantemente tiene d’occhio la frequenza di vibrazione, e se aumenta o diminuisce allora di conseguenza aumenta o diminuisce l’impulso elettrico dato al quarzo.

Quello che fa l’orologio atomico, in pratica, è di tenere il cristallo di quarzo sotto controllo sfruttando le proprietà fisiche di alcuni atomi particolari. Come ci riesce? La vibrazione del quarzo è trasformata in microonde di frequenza dipendente dalla vibrazione stessa. Gli atomi assorbono le microonde, ma soltanto fino a che questa frequenza resta costante. Quando la frequenza varia, alcuni atomi non assorbono più le microonde e vengono bloccate da un filtro, come un raggion laser o un campo magnetico. Un rivelatore conta gli atomi che oltrepassano il filtro. Se sono troppo pochi, significa che la vibrazione del quarzo sta cambiando, e viene quindi corretta variando la corrente inviata al cristallo, e questo è quello che in gergo viene chiamato “feedback”.