“Stel je een polshorloge voor dat geen seconde zou verliezen, zelfs niet als het miljarden jaren zou lopen.” Deze fascinerende visie, uitgedrukt door natuurkundige Jun Ye, omvat de baanbrekende ontwikkelingen in tijdmeting.
In een gezamenlijke inspanning van Finland, Frankrijk, Duitsland, Italië, het Verenigd Koninkrijk en Japan hebben wetenschappers aanzienlijke stappen gezet in de richting van het herdefiniëren van de seconde, de fundamentele eenheid van tijd. Dit internationale doel zou binnen dit decennium gerealiseerd kunnen worden. Het onderzoek omvatte de gelijktijdige analyse van tien optische klokken gedurende 45 dagen.
Optische klokken, die tot 100 keer nauwkeuriger zijn dan de huidige standaard, cesiumklokken, staan centraal in deze inspanning. Het experiment, uitgevoerd in het kader van het Europese ROCIT-project, maakte gebruik van een combinatie van glasvezelkabels en satellietverbindingen, een belangrijk verschil met eerdere studies. Deze aanpak leverde essentiële informatie op over wat er nog gedaan moet worden om optische klokken de betrouwbaarheid te laten bereiken die nodig is voor gebruik in internationale tijdschalen.
De infrastructuur verbond verschillende laboratoria in heel Europa, verspreid over duizenden kilometers. In totaal werden 38 gelijktijdige frequentieverhoudingen verkregen, waarvan vier ongekend waren. De anderen werden gemeten met een hogere precisie dan voorheen bereikt. Deze sprong in precisie zou een revolutie teweeg kunnen brengen in de manier waarop we tijd meten, met implicaties variërend van meteorologie tot studies van de fundamentele fysica van het universum.
De adoptie van deze apparaten zou niet alleen de wereldwijde synchronisatie van systemen ten goede kunnen komen, maar ook nauwkeurigere tests van de relativiteitstheorie en onderzoeken naar fenomenen als donkere materie mogelijk maken. De wetenschappelijke gemeenschap is optimistisch over deze ontwikkelingen.
Ondertussen worden er ook andere veelbelovende technologieën ontwikkeld. Daartoe behoren nucleaire klokken, die de trilling meten van niet een heel atoom, maar van een atoomkern. Volgens het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) bevindt een prototype van dit type klok zich in een vergevorderd stadium. Dit onderzoek brengt ons dichter bij dit precisieniveau.