Te snelle neutrino’s betrapt dankzij Leuvense gps-technologie

Niet zonder trots meldt de Leuvense gps-specialist Septentrio dat zijn technologie aan de basis ligt van de veelbesproken meting waarin neutrino‘s sneller dan het licht reizen. In het ondertussen breed in de media uitgemeten Opera-experiment schoten onderzoekers de subatomische deeltjes van een lab in Zwitserland naar een detector in Italië 730 kilometer verder. Daar bleken ze te vroeg aan te komen: 60 nanoseconden om precies te zijn, ofwel 20 ppm sneller dan de lichtsnelheid. Dat kon alleen gemeten worden door de klokken in beide labs zeer nauwkeurig op elkaar af te stellen, waarbij de Belgische technologie een sleutelrol speelde, aldus Septentrio.

Om de tijd op verschillende plekken met elkaar te synchroniseren, maken fysici dankbaar gebruik van navigatiesatellieten, wat in feite rondvliegende atoomklokken zijn. De werking van satellietnavigatie (GNSS) berust immers op het bepalen van het tijdverschil tussen de klok van de ontvanger en het signaal van een aantal satellieten. Dat verraadt de onderlinge afstanden, waar vervolgens de positie mee berekend wordt.

Om het tijdverschil te kunnen bepalen, moeten ontvangers eerst hun interne klok synchroniseren met de referentietijd van de satellieten. Volgens Septentrio kunnen standaard gps-ontvangers de tijd synchroniseren met een nauwkeurigheid variërend van honderd nanoseconden tot enkele microseconden. Het Leuvense PolarX2E, een uitvoering van hun GNSS-platform die speciaal is ontwikkeld voor tijdreferenties, heeft echter extra foefjes aan boord om die nauwkeurigheid te vergroten. Zo is het platform uitgerust met de mogelijkheid om het signaal te relateren aan een eigen atoomklok en implementeert het algoritmes die de fouten uit het signaal filteren. Na een uitgebreid calibratieproces konden de laboratoria in Zwitserland en Italië hun interne klok daarmee tot op een paar nanoseconden nauwkeurig met elkaar synchroniseren.