De nieuwe atoomklok van Oostenrijk: er wacht een revolutie in tijdwaarneming!

De nieuwe atoomklok van Oostenrijk: er wacht een revolutie in tijdwaarneming!

De nieuwste technologische ontwikkeling is gearriveerd in Wenen-Ottakring: de meest nauwgezette klok van Oostenrijk. Deze indrukwekkende optische atoomklok, gehuisvest in een onopvallende 19-inch serverkast, zou zich snel kunnen ontwikkelen tot de belangrijkste klok van het land. Het Federaal Bureau voor Metrologie en Landmeetkunde (BEV) is de locatie waar deze innovatieve klok werd geïnstalleerd. Het brengt niet alleen nauwkeurigheid, maar ook een beetje Weense charme in de wereld van tijdwaarneming.

Het horloge is ontwikkeld door een team onder leiding van Nobelprijswinnaar natuurkunde Theodor W. Hänsch en onderzoekers van de Ludwig Maximilians Universiteit en de Technische Universiteit van München. Volgens projectleider Thorsten Schumm van de TU Wenen is het de eerste commerciële optische atoomklok die niet alleen in onderzoek, maar ook buiten de academische wereld kan worden gebruikt.

De precisie van de optische atoomklok

Wat maakt deze atoomklok zo bijzonder? Het antwoord ligt in de technologie: deze is gebaseerd op ytterbium-ionen en werkt op frequenties die veel verder gaan dan wat conventionele cesium-atoomklokken kunnen bieden. Terwijl de klassieke cesiumklokken afhankelijk zijn van kwantumfysische energietransities van cesiumatomen, zorgt de nieuwe klok voor een meetbare verbetering van de nauwkeurigheid. De meetfrequenties variëren van honderd tot duizend terahertz, wat een aanzienlijke toename van nauwkeurige tijdmeting belooft.

De aanschafkosten voor deze technologische innovatie bedragen ongeveer drie miljoen euro, gefinancierd door het infrastructuurprogramma ‘Quantum Austria’. De signalen van de innovatieve klok zullen via glasvezelkabels naar verschillende onderzoekslocaties in Oostenrijk worden verzonden, en het gebruik ervan zou verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor gebieden als kwantumcommunicatie en kwantumcomputers.

Een nieuwe maatstaf voor tijdwaarneming

Maar dat is niet alles. Deze nieuwe optische atoomklok zou de drang om de tweede te herdefiniëren kunnen versnellen, aangezien de huidige cesiumstandaard steeds ouderwetser lijkt. Hiertoe behoren ook opwindende mogelijke toepassingen, zoals het meten van de kleinste hoogteverschillen en veranderingen in massa en zwaartekracht. Een groot aantal atoomklokken over de hele wereld verzenden hun gegevens naar het International Bureau of Weights and Measures (BIPM), dat vervolgens de International Atomic Time (TAI) publiceert.

• Die erste Atomuhr wurde 1949 im National Bureau of Standards in den USA entwickelt.
• Im Jahr 1967 wurde die Dauer einer Sekunde international definiert.
• Die optischen Uhren, wie die jetzt in Wien installierte, haben das Potenzial, als neue Zeitnormen zu fungieren.

Wat de toekomst zal brengen, laat zich alleen raden. Terwijl onderzoekers nieuwe technologieën blijven ontwikkelen, zoals de eerste vooruitgang in het manipuleren van atoomkernen met behulp van lasers, zal de ontwikkeling van klokken die nog nauwkeuriger zijn dan die van vandaag misschien niet ver weg zijn. De nieuw ontdekte ‘thoriumtransitie’ laat zien dat de combinatie van kwantum- en kernfysica nieuwe manieren zou kunnen openen om de tijd te meten en op de lange termijn zelfs zou kunnen helpen bij het oplossen van fundamentele natuurkundige vragen.

Dergelijke ontwikkelingen zijn niet alleen een technische prestatie, maar ook een spannende stap in de toekomst van het onderzoek. De stad Wenen positioneert zichzelf niet alleen als locatie voor innovatieve technologieën, maar ook als decor voor de volgende revolutie in tijdmeting.