Stuttgart (D) – Duitse natuurkundigen verbeterden de interferometer en kunnen in theorie nu afstandsveranderingen van 10-9 meter meten.


Meer dan honderd jaar geleden bouwden de wetenschappers Michelson en Morley de eerste interferometer. Het apparaat moest aantonen dat de Aarde zweeft in een zee van ether, maar het experiment mislukte. De interferometer was echter zo nauwkeurig dat het falen niet de schuld van de meter kon zijn. Daarom werd de hypothese van de overal om ons heen aanwezige ether verworpen.
De interferometer werkt met het principe dat bij het combineren van twee lichtstralen een interactiepatroon ontstaat, ook wel interferentiepatroon genoemd. De meter combineert een lichtstraal die een variabele afstand aflegt, met een lichtstraal die een vaste afstand aflegt. De verandering in de variabele afstand is meetbaar doordat interferentiepatroon tussen de twee lichtstralen verandert.
Twee Duitse natuurkundigen, Yuri Ovchinnikov en Tilman Pfau, verbeterden het honderd jaar oude model en krikten daarmee de gevoeligheid aanzienlijk op. Zij laten in hun meter een schuin invallende laserstraal heen en weer kaatsen tussen twee spiegels. De afstand tussen de spiegels is ongeveer even klein als de golflengte van het licht, 633 nanometer (één nanometer is 10-9 meter). Uiteindelijk verlaat de laserstraal de spiegels en wordt gedetecteerd.
Omdat de afstand tussen de spiegels in de buurt zit van de golflente van het licht past één golflengte net wel of net niet tussen de spiegels. Dit heeft invloed op de intensiteit van het licht dat de meetopstelling verlaat. Een kleine verandering in de spiegelafstand kan betekenen dat de lichtgolf er precies tussen past en dan schiet de intensiteit van het uitgangslicht omhoog. De spiegelafstand kan bijvoorbeeld veranderen doordat één van de twee spiegels vastzit aan een object waarvan je minuscule beweging wilt detecteren.
In de oude interferometer is een afstandsverandering van een halve golflengte noodzakelijk voor detectie. Het nieuwe model kan in theorie verschuivingen van een duizendste golflengte detecteren, ongeveer 0,6 nanometer! In het laboratorium hebben de onderzoekers inmiddels al verplaatsingen van zeventig nanometer gemeten.

Marijn Sandtke