Atoomklokken zijn de meest nauwkeurige klokken ter wereld. Ze zijn gebaseerd op de natuurlijke trillingen van atomen, die ongelooflijk nauwkeurig zijn. Atoomklokken worden gebruikt om andere klokken te kalibreren, zoals die in je telefoon of computer, en ze worden ook gebruikt in wetenschappelijk onderzoek.

Hoe werken atoomklokken?

Atoomklokken werken door de frequentie te meten van elektromagnetische straling die door atomen wordt uitgezonden. De frequentie van deze straling is heel precies en wordt bepaald door de energieniveaus van de elektronen in de atomen. Wanneer een elektron van een hoger energieniveau naar een lager energieniveau gaat, zendt het een lichtfoton uit met een specifieke frequentie.

De atoomklok meet de frequentie van dit licht en deze meting wordt gebruikt om de tijd te berekenen. Het meest voorkomende type atoomklok maakt gebruik van een cesiumatoom, dat een zeer stabiel energieniveau heeft. Het cesiumatoom wordt in een vacuümkamer geplaatst en blootgesteld aan een straal microgolven. De microgolven zorgen ervoor dat de elektronen in het cesiumatoom van een lager energieniveau naar een hoger energieniveau gaan. Wanneer de elektronen terugvallen naar het lagere energieniveau, zenden ze lichtfotonen uit met een frequentie van 9.192.631.770 hertz.

Deze frequentie staat bekend als de cesiumresonantiefrequentie en vormt de basis voor de definitie van de tweede. De tweede wordt gedefinieerd als de duur van 9.192.631.770 perioden van de straling die overeenkomt met de overgang tussen twee hyperfijnniveaus van de grondtoestand van het cesium-133-atoom.

Atoomklokken zijn ongelooflijk nauwkeurig.

De beste atoomklokken kunnen de tijd tot op één seconde per 300 miljoen jaar bijhouden. Dit betekent dat ze nauwkeurig zijn tot op één deel in 10^15. Met andere woorden:als een atoomklok zou lopen sinds het begin van het universum (ongeveer 13,8 miljard jaar geleden), zou deze slechts ongeveer één seconde afwijken.

Atoomklokken worden voor veel verschillende doeleinden gebruikt.

Atoomklokken worden gebruikt om andere klokken te kalibreren, zoals die in uw telefoon of computer. Ze worden ook gebruikt in wetenschappelijk onderzoek, zoals experimenten die een uiterst nauwkeurige timing vereisen. Atoomklokken worden zelfs gebruikt in de ruimtenavigatie, waar ze worden gebruikt om satellieten op koers te houden.

Atoomklokken vormen een belangrijk onderdeel van onze moderne wereld.

Ze bieden de precieze timing die essentieel is voor veel verschillende technologieën, van mobiele telefoons tot GPS-navigatie. Atoomklokken herinneren ook aan de ongelooflijke precisie van het universum, en ze hebben ons geholpen de aard van de tijd beter te begrijpen.