Een nieuwe manier om atoomklokken te bouwen zou GPS nog beter kunnen maken
een van de wonderen van de moderne wereld die we als vanzelfsprekend beschouwen is GPS. Dankzij het Global Positioning System en zijn netwerk van precies gepositioneerde satellieten, kan iedereen op het aardoppervlak zich tot op een paar meter vinden. Dat is een GEMAK waar navigators zelfs honderd jaar geleden voor zouden hebben gemoord.
toch is GPS niet perfect. Soms verliezen we GPS-signaal bij het reizen door tunnels, en soms is het signaal niet zo nauwkeurig als het zou moeten zijn. Zelfs voor een modern wonder, GPS kan nog steeds een hoofdpijn om te gaan met. Een nieuwe uitvinding zou dat kunnen verhelpen door de atoomklokken die op de GPS-satellieten worden gebruikt, te verkleinen tot een draagbaar formaat.
GPS werkt dankzij een reeks ongelooflijk nauwkeurige klokken die zijn ingebouwd in elk lid van de satellietconstellatie. Deze atoomklokken zijn zo nauwkeurig dat ze elke tien miljard jaar minder dan een seconde verliezen. Dat niveau van precisie is essentieel omdat GPS-systemen rekening moeten houden met tijdeffecten van Einsteins relativiteitstheorie bij het berekenen van je positie. Als de klok aan boord maar een fractie van een seconde weg is, kan het je positie tientallen of honderden meters verkeerd inschatten.
wanneer het GPS-apparaat in uw auto of telefoon de verbinding met de GPS-satellieten overhead verliest, verliest het ook de verbinding met die hyper-nauwkeurige klokken. Het resultaat is dat we ongebonden en verloren raken. Om dit probleem op te lossen, heeft een groep wetenschappers aan de Universiteit van Sussex in Engeland een manier ontwikkeld om atoomklokken te verkleinen tot het punt waarop ze echt draagbaar kunnen worden.
de doorbraak berust op de centrale manier waarop atoomklokken werken. Atoomklokken houden de tijd bij door te verwijzen naar de frequentie van het licht dat door een specifiek atoom wordt uitgezonden. Het apparaat dat die frequentie meet, heet de ‘kam’. het is typisch een van de grootste componenten in een moderne atoomklok. De Sussex onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om de grootte van de kam drastisch te verminderen door het te integreren met een kleine chip.
het resultaat is een kleine tijdwaarneming chip die aanzienlijk minder vermogen verbruikt dan een standaard atoomklok. Er is nog een lange weg te gaan voordat kleine atoomklokken hun weg naar het dagelijks leven beginnen te vinden, maar dit is een belangrijke mijlpaal die laat zien dat deze klokken onderweg zijn.