Waarschijnlijk wel! Wetenschappers tonen met computersimulaties aan dat het met een nieuw apparaat dat binnenkort in Zwitserland geïnstalleerd wordt, mogelijk is om extreem korte lichtpulsen te meten. En daarmee creëren ze welbeschouwd ‘s werelds meest precieze stopwatch.

Korte lichtpulsen: we kunnen ze vandaag de dag al creëren. Dergelijke lichtpulsen zijn attoseconden (een attoseconde is een miljardste van een miljardste van een seconde) lang. Maar die records worden snel verbroken, zo voorspellen onderzoekers van de Technische Universiteit van Wenen. “Atoomkernen in deeltjesversnellers zoals de LHC of RHIC kunnen lichtpulsen creëren die nog eens een miljoen keer korter zijn dan dat,” vertelt onderzoeker Andreas Ipp.

Hoe werkt het?
CERN, de Europese organisatie voor nucleair onderzoek, experimenteert volop met het versnellen en botsen van deeltjes. Bijvoorbeeld in het ALICE-experiment. Hierbij worden de kernen van lood met bijna de snelheid van het licht met elkaar in botsing gebracht. Dat levert – zoals een botsing tussen twee auto’s – een hoop puin op. Maar er ontstaan ook nieuwe deeltjes. Die nieuwe deeltjes en het puin vormen samen een zogenoemd quark-gluonplasma. Maar dat duurt maar even: enkele yoctoseconden.

WIST U DAT…

…de deeltjesversneller LHC het ene na het andere record breekt?

Te kort
Uit een quark-gluonplasma komen lichtpulsen. Door die op te meten, kunnen we meer te weten komen over het plasma. Maar er is één probleem: we zijn niet in staat om lichtpulsen die maar zo kort bestaan (yoctoseconden) te meten.

Haalbaar
De onderzoekers van de Technische Universiteit van Wenen komen nu echter met een methode om die lichtpulsen toch op te meten. Ze denken aan het Hanbury Brown-Twiss-experiment. De techniek wordt nu veel toegepast in de astronomie om de diameter van een ster te berekenen. “Maar in plaats van het bestuderen van ruimtelijke afstanden, kan het effect ook worden gebruikt om tijdsintervallen te meten,” vertelt onderzoeker Peter Somkuti. De simulaties onderschrijven dat. “Het is niet gemakkelijk, maar het is zeker haalbaar,” voegt Ipp toe. En daarvoor hoeven geen dure apparaten meer ontwikkeld te worden. De Forward Calorimeter die in 2018 in CERN geïnstalleerd gaat worden, kan ervoor gebruikt worden.

Als de simulaties kloppen, kunnen we daarmee dus bijzonder korte lichtpulsen (oftewel tijdsintervallen) meten. En daarmee wordt het ALICE-experiment eigenlijk de meest accurate stopwatch ter wereld. Als klap op de vuurpijl kan deze stopwatch ons wellicht eindelijk ook meer gaan vertellen over hoe zo’n quark-gluonplasma nu precies werkt.