Nieuwe atoomklok nóg stabieler

KIJK-redactie

2013-08-26 13:00:41

Atoomklok ytterbium

Natuurkundigen hebben een klok gebouwd die zo’n tien keer preciezer ‘tikt’ dan alle andere atoomklokken. Hoe werkt de verbeterde atoomklok en wat kun je ermee?

De ‘tikken’ van een nieuwe atoomklok zijn zo stabiel, dat ze minder dan twee van de triljoen keren (een 1 met 18 nullen) een foutje maken. Bijzonder aan de klok is dat hij werkt met ytterbiumatomen, terwijl de huidige klokken werken met cesiumatomen. De nieuwe soort atomen kunnen tijdsmetingen nóg preciezer maken.

Bijna absoluut nulpunt

De huidige en nieuwe klok werken volgens hetzelfde principe. Buiten de kernen van de atomen zitten elektronen, die op verschillende energieniveaus kunnen zitten. Door licht met een bepaalde golflengte op de atomen af te sturen, schieten de elektronen naar een hoger energieniveau en vallen weer terug. Het switchen van elektronen tussen twee van die niveaus kunnen we vervolgens gebruiken om een seconde te definiëren.

Wat maakt de ytterbiumklok dan zo stabiel? Ten eerste het grote aantal atomen (zo’n 10.000 stuks), die worden afgekoeld tot bijna het absolute nulpunt. Daarnaast hebben de onderzoekers de lichtbundel heel precies ingesteld met behulp van een feedbacksysteem.

Relativiteitstheorie testen

Toch is de nieuwe klok nog niet accuraat genoeg. Pas als de onderzoekers zeker weten of het systeem met ytterbiumatomen geen enkele systematische fout bevat, kunnen ze hem gaan gebruiken.

De nieuwe uitvinding is niet alleen handig om de tijd te meten. De natuurkundigen kunnen hem bijvoorbeeld ook gebruiken om de relativiteitstheorie te testen door tijdsmetingen op verschillende hoogten te doen. Met deze stabiliteit kunnen ze een verschil van één centimeter al opmerken. Daarnaast is de klok inzetbaar bij GPS en internet.

Bronnen: Science, Phys.org

Beeld: Burrus/National Institute of Standards and Technology (NIST)







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Nieuws