Chinese wetenschappers bouwen optische klok die tot op 19 decimalen nauwkeurig is


In het kort

  • Chinese wetenschappers hebben een optische klok ontwikkeld die zo nauwkeurig is dat hij in 30 miljard jaar slechts één seconde afwijkt.
  • De baanbrekende nauwkeurigheid opent nieuwe mogelijkheden op gebieden als satellietnavigatie, natuurkundig onderzoek en het opsporen van donkere materie.
  • Deze prestatie maakt de weg vrij voor een herdefinitie van de SI-seconde, een fundamentele meeteenheid.

Een baanbrekende optische klok, ontwikkeld door Chinese wetenschappers, heeft het potentieel om ons begrip van tijd radicaal te veranderen en een nieuw tijdperk van precisiemetingen in te luiden. Dit opmerkelijke apparaat is zo nauwkeurig dat het in een periode van meer dan 30 miljard jaar slechts één seconde zou afwijken, meer dan twee keer de huidige leeftijd van het universum.

Ongekende nauwkeurigheid

Optische klokken gebruiken de stabiele lichtfrequentie die vrijkomt bij elektronenovergangen in atomen om tijd extreem nauwkeurig te meten, tot 19 decimalen. Dit overtreft alle andere bestaande tijdmetingstechnologieën en opent spannende mogelijkheden in een breed scala aan wetenschappelijke disciplines.

Deze uiterst nauwkeurige klokken spelen nu al een cruciale rol in moderne technologieën zoals satellietnavigatie, telecommunicatie en precieze metingen. Ze zijn ook van groot belang bij het testen van fundamentele natuurkundige principes, het detecteren van zwaartekrachtgolven en het zoeken naar de ongrijpbare donkere materie.

Barrières doorbreken

Voorheen hadden wetenschappers moeite om een nauwkeurigheid te bereiken die hoger was dan het 10⁻¹⁹-niveau, wat de mogelijke toepassingen van optische klokken beperkte. De nieuw bereikte nauwkeurigheid doorbreekt deze barrière echter en maakt de weg vrij voor baanbrekende ontwikkelingen. Deze verbeterde klokken zouden bijvoorbeeld observaties op millimeterniveau van zwaartekracht- en hoogteverschillen mogelijk maken, subtiele veranderingen in de aardkorst en grondwaterstanden monitoren en nauwkeurigere metingen van vulkanische activiteit opleveren.

Bovendien opent de verbeterde precisie nieuwe wegen voor het opsporen van donkere materie door het opvangen van laagfrequente signalen die mogelijk worden veroorzaakt door de interacties ervan. De studie, gepubliceerd in Metrologia, zegt dat deze prestatie voldoet aan de strenge nauwkeurigheidseisen voor het herdefiniëren van de SI-seconde.

Seconde herdefiniëren

Om de seconde formeel te herdefiniëren, moeten minimaal drie van dergelijke ultranauwkeurige optische klokken, verspreid over verschillende instellingen, uitzonderlijke precisie en stabiliteit aantonen. Opvallend is dat twee andere optische klokken deze mijlpaal al hebben overschreden. Naarmate er meer van deze geavanceerde klokken in gebruik worden genomen, komen we dichter bij het voldoen aan de criteria voor het herdefiniëren van de fundamentele tijdseenheid.

Schrijf je hieronder in voor onze GRATIS nieuwsbrief

Meer
Lees meer...