Te koop: De meest precieze klok ter wereld

De Japanse fabrikant Shimadzu heeft een optische-latticeklok gecommercialiseerd die volgens het bedrijf de nauwkeurigste klok op de markt is. Deze klok wijkt slechts één seconde af over een periode van 10 miljard jaar.

De Aether Clock OC 020, ter waarde van 500 miljoen yen (ca. 3 miljoen euro), is ongeveer zo groot als twee kleine koelkasten en weegt zo’n 200 kilogram. Volgens Shimadzu is de klok meer dan 100 keer zo accuraat als traditionele cesium-atoomklokken.

Een nieuwe standaard in tijdmeting

Sinds 1967 is de definitie van een seconde gebaseerd op de straling van cesium-133. Hoewel atoomklokken sindsdien breed worden toegepast, blijft de zoektocht naar nog nauwkeurigere tijdmeting doorgaan. De optische-latticeklok is het resultaat van onderzoek dat begon in de jaren 90 en maakt gebruik van licht op veel hogere frequenties dan de microgolven in cesiumklokken, wat leidt tot grotere precisie.

Hoe werkt het?

Bij optische-latticeklokken worden ultrakoude atomen gevangen in een laserstructuur — een optisch rooster — waardoor hun beweging stopt. Dit voorkomt fouten door de Dopplereffecten, die ontstaan wanneer atomen bewegen ten opzichte van een lichtbron.

Professor Hidetoshi Katori van de Universiteit van Tokio, die in 2002 het concept van de optische-latticeklok beschreef, ontdekte een specifieke lichtfrequentie — ‘de magische golflengte’ — waarbij storingen door het licht worden geneutraliseerd. Dit maakt het mogelijk om extreem nauwkeurig de trillingsfrequentie van atomen te meten, zonder verstoring door de meetomgeving. Volgens Katori maakt dit een nauwkeurigheid mogelijk van 10^-18, oftewel één fout per miljard miljard seconden.

Van laboratorium naar commercie

Om de klok te kunnen commercialiseren, moest deze aanzienlijk worden verkleind. In 2020 werd een prototype van 920 liter getest in de Tokyo Skytree, waarbij werd aangetoond dat tijd op grotere hoogte sneller verstrijkt – met ongeveer 4,3 nanoseconden per dag – in overeenstemming met Einsteins algemene relativiteitstheorie.

In 2024 werd de klok verder geminiaturiseerd tot 250 liter. Deze compacte versie, de Aether Clock OC 020, is nu te koop. Shimadzu hoopt binnen drie jaar tien exemplaren te verkopen.

Toepassingen en toekomstperspectief

De klok zou gebruikt kunnen worden voor uiterst nauwkeurige geofysische metingen, zoals het volgen van tektonische plaatbewegingen op centimeterschaal, of het monitoren van vulkanische activiteit. Bovendien hopen de ontwikkelaars dat de klok een rol zal spelen bij de herdefinitie van de seconde door het Internationaal Bureau voor Maten en Gewichten, gepland vóór 2030. Maar je kan hem natuurlijk ook gewoon op je dressoir zetten.