Twee onderzoeksteams hebben 's werelds eerste kernklokken gepresenteerd. Deze apparaten maken gebruik van de energieovergangen binnen de kern van een thorium-229-atoom, in plaats van de elektronen die in gewone atoomklokken worden gebruikt.
Een Europees team onder leiding van Thorsten Schumm van de Technische Universiteit Wenen en een Chinese groep onder leiding van Shiqian Ding van de Tsinghua Universiteit in Peking publiceerden hun preprints op 3 en 7 juni 2026 op arXiv. Beide teams slaagden erin de laserfrequentie te 'vergrendelen' op de kernovergang, waardoor de klok na verloop van tijd zijn nauwkeurigheid niet verliest.
Kernklokken beloven robuuster en draagbaarder te zijn dan hun voorgangers. De atoomkern is namelijk beter beschermd tegen invloeden van buitenaf dan elektronen dat zijn. Bij thorium-229 is de overgangsenergie zo laag dat deze kan worden opgewekt met een ultraviolette laser — een zeldzame eigenschap onder de elementen.
Het cruciale punt hierbij is het monitoren van de absorptie van laserlicht door de atomen. Wanneer de frequentie overeenkomt, zwakt het signaal af; bij een afwijking wordt het sterker, waarna de laser direct wordt bijgesteld. De Chinese opstelling maakt gebruik van een krachtigere laser maar een lagere concentratie thorium in het kristal; de signalen van beide teams bleken uiteindelijk vergelijkbaar.
Er is ruim twintig jaar aan de ontwikkeling van de kernklok gewerkt. In 2024 slaagden wetenschappers er voor het eerst in om een kernovergang in een kristal op te wekken en de frequentie ervan nauwkeurig te bepalen. Inmiddels is de klok uitgegroeid tot een werkend instrument dat ingezet kan worden in de zoektocht naar nieuwe natuurkunde.
Wat dit in de toekomst precies zal opleveren, is een vraag die natuurkundigen pas net beginnen te onderzoeken. Vooralsnog is één ding duidelijk: de kernklok biedt een nieuwe manier om binnenin de atoomkern te kijken en de fundamentele natuurkrachten te testen.
