Het hoogteverschil tussen Garching (MPQ) en Braunschweig (PBT) is 400 m (afb: PBT/MPQ/Physical Review Applied)

Albert Einstein had het al voorspeld: de tijd op een berg verloopt sneller dan in een dal. Onderzoekers in Duitsland hebben dat fenomeen nu eens op twee verschillende plaatsen (grofweg München en Braunschweig) gemeten, zo’n 457 km van elkaar, waarbij ze twee strontiumatoomklokken gebruikten. Aan de hand van het gemeten, minuscule tijdsverschil (1 s in eenmiljoen jaar) tussen de twee klokken, berekenden ze het hoogteverschil. De onderzoekers zaten er maar een paar decimeter naast.
Dat tijdsverschil komt voort uit de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Die voorzegt dat in de nabijheid van grote massa’s de tijd vertraagt, de zogeheten gravitationele tijdsvertraging. Dat die tijdsvertaging door de zwaartekracht inderdaad bestaat werd in de jaren ’70 al bewezen met behulp van vliegtuigen en satellieten. In 2018 was die proef nog eens herhaald in Alpen. De uitdaging was  nu ietsje groter: minder hoogteverschil en een grotere afstand.
De onderzoekers verbonden de twee strontiumatoomklokken, de nauwkeurigste die er nu zijn, met elkaar via glasvezel. Zo konden de onderzoekers zeer nauwkeurig de verschillen in frequentie van de atoomklokken meten. De  mobiele atoomklok werd opgesteld bij het Max Planckinstituut van kwantumoptica in Garching (nabij München), terwijl de andere atoomklok bij PTB in Braunschweig stond.

27 cm

Terug in Braunschweig werden de twee klokken vergeleken om er zeker van te zijn dat er buiten de relativistische verschuiving niks was veranderd. De onderzoekers kwamen uit op een hoogteverschil van 400 m met een onzekerheid van 27 cm. De onderzoekers denkend dat de volgende generatie atoomklokken om met die methode hoogteverschillen met een onzekerheid van een paar centimeters te kunnen bepalen. Als landeetmethode lijkt me dat ietwat aan de begrotelijke kant.

Bron: bdw