De voordelen van atoomklokken

Sinds de oertijd is het voor mensen van belang geweest om de tijd te weten. Jagers en verzamelaars moesten voor het donker terug zijn en gebruikten daarvoor eenvoudige methodes, zoals de stand van de zon. Later werd gebruik gemaakt van zandlopers of kaarsen om het verstrijken van tijd te meten.

Met de opkomst van complexere samenlevingen, en samenwerking over grotere afstand, was er behoefte aan nauwkeurige tijdswaarnemingen. De oude methodes waren te willekeurig of ongeschikt. Mechanische uurwerken kwamen op, die onafhankelijk waren van hoe lang de zon aan de hemel stond.

Hier werd een seconde gemeten aan de hand van een slinger, die heen en weer ging in een seconde. Deze ontwikkeling zette door en tegenwoordig is de atoomklok de meest geavanceerde methode voor tijdswaarneming. Deze methode van tijdswaarneming, ook wel bekend als temps atomique international, is volledig geïntegreerd in het Franse systeem van eenheden, waarin ook meters en grammen staan.

Atoomklokken worden ook wel radiografische of radio controlled klokken genoemd. Deze klokken hebben veel aan populariteit gewonnen de afgelopen jaren in de Nederlandse huiskamers. Klokken specialisten zien met name een piek in de verkoop van atoomklokken tijdens het verzetten van de tijd i.v.m. winter- en zomertijd. Het fijne aan atoomklokken is namelijk dat deze automatisch zichzelf aanpassen. Atoomklokken zijn in alle soorten beschikbaar, van wandklokken tot tafelklokken. Rond, vierkant, langwerpig. Met en zonder slinger. Klassiek of moderne stijl, noem het maar op, voor ieder interieur is er wel een bijpassende atoomklok te vinden.

Atoomklokken in Nederland

Qua werking lijken atoomklokken op de mechanische uurwerken. Er wordt nog steeds een slingerbeweging gemeten. Waar in mechanische uurwerken de slinger heen en weer beweegt in één seconde, meten atoomklokken de tijd op basis van de frequentie van elektromagnetische golven. De fysieke slinger is nu vervangen door de trillingen van atomen. Deze methode is nauwkeuriger, waardoor nog kleinere verschillen waargenomen kunnen worden. Atoomklokken kunnen namelijk verschillen van enkele nanoseconden, een miljardste van een seconde, waarnemen.

In Nederland zijn er vier atoomklokken, die staan in Van Swinden Laboratorium, Delft. Klokken van Duitse makelijk staan over het algemeen in verbinding met DCF77, een tijdseinzender in Mainflingen (nabij Frankfurt). Klokken, horloges, computers zijn afgesteld op atoomklokken of bevatten zelf een soortgelijk mechanisme. De atoomklokken, die wij nu hebben, zijn extreem accuraat en er zijn ontwikkelingen bezig om deze methode verder te verfijnen. Tijd kan dan nog nauwkeuriger worden gemeten. Hoewel de gemiddelde Nederlander waarschijnlijk niet snel een tijdswaarneming tot de miljardste nauwkeurig nodig heeft, zijn de technologieën die daaruit zijn voortgekomen, inmiddels niet meer weg te denken uit onze samenleving.

Atoomklokken nodig voor GPS

GPS-systemen hebben de nauwkeurigheid van atoomklokken nodig om exacte posities te achterhalen. Voorheen was het niet mogelijk, omdat mechanische uurwerken niet verfijnd genoeg waren. Als iemand zijn of haar exacte locatie wil weten, stuurt de telefoon een signaal naar satellieten, die zich in een baan om de aarde bevinden. Dit signaal wordt opgevangen en de minimale verschillen in het bereiken van de satellieten met elkaar vergeleken.

Aan de hand daarvan kan de exacte positie bepaald worden. Zo kan de smartphone gebruikt worden om jou naar een bepaalde locatie te brengen of om automatisch een nieuwe route te berekenen als iemand de verkeerde kant op gaat. Zonder atoomklokken zouden zulke systemen niet mogelijk zijn geweest! Atoomklokken hebben dus niet alleen de methode verfijnd om tijd te meten, maar ook een hele nieuwe ontwikkeling in gang gezet.