Nieuwe atoomklok kan tijd herdefiniëren

Een nieuwe versie van de atoomklok werkt preciezer en brengt misschien een nieuwe definitie van de seconde met zich mee.

De meest moderne gebruikte atoomklokken zijn cesium-fonteinatoomklokken. Zij gooien cesium-atomen in de lucht, als een fontein die water omhoog spuit, en microgolven laten de atomen vervolgens vibreren. Onze seconde wordt gedefinieerd aan de hand van een precies aantal van die vibraties. Wetenschappers bouwden ondertussen een nieuwe atoomklok die door middel van laserstralen de atomen nog sneller laat vibreren. Daardoor wordt de seconde in nog meer periodes onderverdeeld, wat de tijdsbepaling nauwkeuriger maakt.

Franse wetenschappers van het Observatoire de Paris voerden metingen uit met twee van zulke nieuwe atoomklokken, genaamd OLC (optical lattice clocks). In plaats van cesium gebruikten zij strontium. In vergelijking met drie cesium-fonteinatoomklokken hielden de nieuwe atoomklokken de tijd veel accurater bij: ze zouden slechts één seconde missen om de 300 miljoen jaar. Bij de fonteinatoomklokken is dat één seconde op 100 miljoen jaar. Ook niet onbelangrijk: beide nieuwe atoomklokken liepen mooi gelijk met elkaar.

Een seconde is momenteel de duur van 9.192.631.770 perioden van straling die correspondeert met de overgang tussen de twee hyperfijnenergieniveaus van de grondtoestand van een cesiumatoom. Nu strontium een effectievere tijdmeter blijkt moet mogelijk de seconde geherdefinieerd worden. Het onderzoek verscheen deze week in Nature Communications. (tn)