LONDON – Natuurkundigen zijn een stap dichter bij superprecieze tijdwaarneming. Ze ontwikkelen een kernklok die de tijd bepaalt op basis van energiewisselingen in de kern van atomen. Een kernklok is een apparaat dat de tijd bijhoudt door kleine energieverschuivingen in een atoomkern te meten, blijkt uit nieuw onderzoek dat woensdag is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

De tijd wordt als het ware bepaald door krachten die de kern van atomen bij elkaar houden. Om de frequentie van die krachten te meten, hebben onderzoekers het radioactieve deeltje thorium-229 gebruikt. Met een speciaal laserapparaat maten ze een specifieke lichtfrequentie, die zorgt dat de energie in het deeltje verhoogt. Die verhoging zien wij ook wel als de ‘tik’ van een klok. Deze tik is alleen 100 duizend keer preciezer dan de vorige nauwkeurigste atoomklok.

Die atoomklokken meten de tijd met behulp van lasers. De lichtfrequentie is daarin afgestemd op de energie die nodig is om elektronen in een atoom te verplaatsen. De nauwkeurigste atoomklok wint of verliest slechts één seconde per 40 miljard jaar. Atoomklokken zijn precies tot op negentien decimalen achter de komma. De kernklok is dus nóg preciezer: de tik komt overeen met energiewisselingen van twee andere atoomdeeltjes: protonen en neutronen. Die wissels vereisen een hogere frequentie die leidt tot een hogere en exactere tiksnelheid.

Het grootste voordeel van een kernklok zit in precisie en stabiliteit. De deeltjes in een atoomkern die deze klok gebruikt, zijn minder gevoelig voor verstoringen in elektromagnetische velden. Dat maakt de klok heel robuust en praktisch voor bijvoorbeeld navigatie, zeggen wetenschappers. De kernklok is nog niet officieel gebruikt om de tijd te meten. Maar volgens wetenschappers zijn de huidige resultaten “zo indrukwekkend dat de ontwikkeling van een nucleaire klok mogelijk wordt”. (NU.nl)…[+]