ENGINEERINGNET.BE - In sommige laboratoria staan al ultra-nauwkeurige klokken, ofwel optische atoomklokken. Als deze gedurende de hele levensduur van het heelal zouden lopen, zouden ze maar een seconde verkeerd aangeven. Ze zijn echter extreem moeilijk om te maken, enorm groot, zwaar en niet zo stevig.
Vandaar dat de natuurkundigen Florian Schreck van de Universiteit van Amsterdam en Yeshpal Singh van de University of Birmingham ernaar streven om tijdmeting te verbeteren.
‘De huidige optische klokken gebruiken trillingen van atomen om een heel nauwkeurige frequentie vast te leggen waarmee de klok tikt,' vertelt Schreck. ‘Die frequentie wordt overgebracht op een optische laser - vandaar de naam optische klok.'
'De fijnafstemming van de laserfrequentie op die van de atomen is niet eenvoudig, maar dit kan ook door de trillende atomen zelf de laserstraal te laten vormen. Deze constructie staat bekend als de superradiante laser.'
'Het tweeledige gebruik van dezelfde atomen moet het veel makkelijker maken om optische atoomklokken te bouwen, aangezien de atomen licht produceren dat niet alleen heel stabiel is, maar ook automatisch de juiste frequentie heeft,’ aldus Schreck.
De belangrijkste bouwsteen voor een superradiante klok – een continue bron van ultrakoude strontiumatomen, slechts een paar miljoensten van een graad boven het absolute nulpunt – werd recent door Schreck en zijn team geproduceerd.
Rond dezelfde tijd kwam Singh met het initiatief om optische atoomklokken voor het bedrijfsleven te bouwen en zo het tweede nadeel (de grootte en kwetsbaarheid van de bestaande klokken) te verhelpen.
Schreck en Singh werken nu samen met andere partners, zoals British Telecom en NKT Photonics, in het iqClock-consortium aan kleine en vervoerbare optische klokken.
Deze zijn bijvoorbeeld te gebruiken in telecommunicatie, navigatiesystemen, telescopen en satellieten, en bij het detecteren van zwaartekrachtgolven of bij geologische metingen.
Bij de foto:
Een schematische weergave van de optische klok die door het iqClock-consortium ontwikkeld zal worden. De blauwe pijl geef een continue invoer van strontium-atomen aan; de uitvoer (rode pijl) is een laserstraal met een enorm nauwkeurige frequentie, die gebruikt kan worden om een optische klok aan te sturen.
