Zoals het klokje bij NIST tikt…
De klok van NIST is een zogeheten optische atoomklok, waarbijhet tikkende uurwerk bestaat uit de trillingen binnen een enkelaluminiumatoom dat met een laser wordt aangeslagen. Een bijzonderaspect van de aluminiumklok is dat het trillende atoom wordtwaargenomen via het principe van kwantumverstrengeling. Dit wordtook in kwantumcomputers toegepast. Hiertoe wordt het aluminiumatoomonder vacuüm opgesloten in elektrische velden en door anderelaserbundels afgekoeld tot het absolute nulpunt (-273°C).
Een seconde in 3,7 miljard jaar
Het grote voordeel van het aluminiumatoom is dat zijntrillingsfrequentie relatief ongevoelig is voor storende invloedenvan buitenaf, zoals warmtestraling en magneetvelden. Dealuminiumklok heeft daardoor een afwijking van minder dan eenseconde in 3,7 miljard jaar en is daarmee 35 keer nauwkeuriger dande beste bestaande cesiumatoomklok.
Een bijzondere bijkomstigheid is dat de aluminiumklok hiermeeeen gevoelige sensor is voor minuscule effecten die voortvloeienuit de relativiteitstheorie van Einstein. Zo zal een tweedealuminiumklok, negen centimeter lager geplaatst dan haartweelingzus, significant langzamer tikken doordat het zich ietsdichter bij de aarde en daarmee ook in een iets groteregravitatiepotentiaal bevindt.
Toepassingen
Met de aluminiumklok verschijnt een groot aantal toepassingenaan de horizon. Het kloksignaal is een laserbundel en deze kan viaglasvezelkabels over vele tientallen kilometers wordengetransporteerd. Hiermee zouden bijvoorbeeld zeespiegelstijging enbodemdaling op grote afstand kunnen worden gemeten zondertussenkomst van satellieten. Ook is te verwachten dat optischeklokken en glasvezelnetwerken op den duur een belangrijke rolzullen spelen in toekomstige generaties van nauwkeurigenavigatiesystemen, of in extreem snelle mobielenetwerkverbindingen.
