Virtuele atoomklokken beter begrepen dankzij nieuw model

Virtuele atoomklokken worden onder andere gebruikt voor tijdsbepaling en kunnen ook zeer nauwkeurige plaatsbepaling zoals GPS mogelijk maken. In het onderzoek is het glasvezelnet van Surfnet gebruikt om de signalen van extreem stabiele atoomklokken in Amsterdam over te brengen naar Groningen voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek.

Stijgende grondtemperatuur vertraagt signaal

In het onderzoek is onder meer gekeken naar het effect van variaties in grondtemperatuur op het gedrag van de virtuele atoomklok. Zo wordt bij een stijgende temperatuur de glasvezelverbinding door thermische uitzetting iets langer, waardoor het signaal van de klok met een kleine vertraging uit de glasvezel komt. Er is nu een model ontwikkeld dat dit effect beschrijft, zodat op basis van grondtemperatuurmetingen een voorspelling kan worden gedaan over de stabiliteit van de atoomklok op afstand.

Nieuwe toepassingen mogelijk

Met de huidige glasvezelverbinding is het mogelijk in Groningen zeer precieze metingen aan atomen en moleculen te doen met behulp van atoomklokken die in Amsterdam zijn opgesteld. Zulke metingen kunnen onderzoekers helpen bij fundamenteel onderzoek. In de toekomst kunnen virtuele atoomklokken via glasvezel zorgen voor sneller mobiel internet doordat diverse zendmasten op efficiëntere wijze gelijktijdig gegevens kunnen uitwisselen met een smartphone. Ook zal de atoomklok op afstand mogelijk worden gebruikt voor zeer nauwkeurige plaatsbepaling op de weg, wat belangrijk is voor bijvoorbeeld zelfrijdende auto’s.

Jeroen Koelemeij, onderzoeker aan de VU en coördinator van het project, is enthousiast over de klokverbinding via glasvezel: "Voor onderzoekers biedt het een geweldige kans om vernieuwend fundamenteel onderzoek te doen en tegelijkertijd nieuwe technologie te ontwikkelen die op korte termijn allerlei alledaagse toepassingen kan verbeteren. Een mooi voorbeeld van hoe uiteindelijk iedereen kan profiteren van onderzoek dat grotendeels door gemeenschapsgeld is gefinancierd."

"Door gebruik te maken van het Surfnet-netwerk konden we de atoomklokken in Amsterdam relatief eenvoudig koppelen aan de onderzoeksopstelling in Groningen", vult Rob Smets, netwerkexpert van Surfnet aan. "Hierdoor kan het netwerk direct bijdragen aan nieuw fundamenteel onderzoek."

Dit onderzoek is mede bekostigd door de stichtingen FOM, STW, en SURFnet.