Thoriumklok tikt preciezer dan atoomklok

Bij een atoomklok wordt laserlicht in resonantie gehouden met de verschuivingen in de elektronenstructuur van atomen of ionen. Het zijn precies deze ‘sprongen’ tussen de energieniveaus die overeenstemmen met de frequentie van het laserlicht, en zo aan de basis liggen van het ‘tikken’ van de atoomklok.

De huidige atoomklokken tikken al extreem nauwkeurig: over een periode van 13 miljard jaar (de leeftijd van het universum) zouden ze er slechts een seconde naast zitten. Fysici zouden echter geen fysici zijn als ze niet beter wilden doen. En dus zijn ze op zoek naar methoden om de tijd af te lezen aan atoomkernen, in plaats van aan de elektronenwolk rondom een atoom.

Minuscule verstoringen in de elektronische niveaus staan een hogere nauwkeurigheid daar immers in de weg. Kernen zijn echter honderdduizenden keren kleiner dan de atomaire atoomwolk, waardoor de energiesprongen er minder worden verstoord.

Het probleem tot nog toe was de enorme energie die vrijkomt bij een energiesprong in de kern – daar is natuurlijk nucleaire energie op gebaseerd. Duitse fysici hebben nu echter een aangeslagen en instabiele toestand van thorium-229 (atoomnummer 90) gevonden die fotonen uitzendt in het ultraviolette deel van het spectrum, dat net nog compatibel is met laserlicht.

Als de fysici er daadwerkelijk in slagen een laser te koppelen aan een hoopje aangeslagen thorium-229-atomen, dan hebben ze wellicht voor de komende decennia de nauwkeurigste klok ter wereld gebouwd.