Tijd: ieders favoriete concept om te negeren tot het 2 uur 's nachts is en je aan het doom-scrollen bent. Maar natuurkundigen, altijd de overpresteerders, zijn druk bezig geweest om het nog vreemder te maken. Einsteins relativiteitstheorie vertelde ons al dat tijd niet vaststaat - het rekt en krimpt afhankelijk van snelheid en zwaartekracht. Nu suggereert een nieuwe studie dat wanneer je kwantummechanica in de mix gooit, tijd zelf in een superpositie zou kunnen bestaan, zowel sneller als langzamer stromend tegelijkertijd. Bedankt, kwantum.

Het artikel, getiteld "Quantum signatures of proper time in optical ion clocks," verscheen op 20 april 2026 in Physical Review Letters. Het onderzoek werd geleid door assistent-professor Igor Pikovski van het Stevens Institute of Technology, met experimentele teams onder leiding van Christian Sanner aan de Colorado State University en Dietrich Leibfried aan het National Institute of Standards and Technology (NIST). Hun gedurfde bewering? Dezelfde technologie die wordt ontwikkeld voor klokken van de volgende generatie en kwantumcomputers zou ons in staat kunnen stellen deze waanzin daadwerkelijk te testen.

Je hebt gehoord van Schrödingers kat - de kat die zowel levend als dood is totdat je ernaar kijkt. De onderzoekers stellen iets even absurds voor: een klok in een kwantumsuperpositie zou meerdere tijdsstromen tegelijk kunnen ervaren, als een kat die tegelijkertijd een kitten en een senior burger is. "Tijd speelt zeer verschillende rollen in de kwantumtheorie en in de relativiteitstheorie," zegt Pikovski. "Wat we laten zien is dat het samenbrengen van deze twee concepten verborgen kwantumsignaturen van tijdsstroming kan onthullen die niet langer door de klassieke natuurkunde kunnen worden beschreven."

Relativiteitstheorie verstoort tijd al op waarneembare manieren. Een klok die met 10 m/s reist gedurende 57 miljoen jaar zou ongeveer één seconde achterlopen op een stilstaande klok - een feit bevestigd door uiterst nauwkeurige apparaten zoals aluminium-ionklokken bij NIST. De "tweelingparadox" verklaart dit: één tweeling gaat op een hogesnelheidsreis en keert jonger terug dan degene die thuisbleef. De nieuwe studie duwt dit naar het kwantumrijk, waarbij wordt gevraagd of een enkele klok twee verschillende snelheden kan tikken terwijl deze in superpositie is. De kwantumtheorie zegt ja, maar tot voor kort was het effect te subtiel om waar te nemen.

Enter ionklokken, die enkele ionen (aluminium of ytterbium) vangen, ze afkoelen tot bijna het absolute nulpunt, en hun kwantumtoestanden controleren met lasers. De analyse van het team laat zien dat het combineren van deze klokken met technieken voor kwantumcomputing met gevangen ionen verborgen kwantumeigenschappen van tijd zou kunnen onthullen. "Atoomklokken zijn nu zo gevoelig dat ze kleine verschillen in tijd kunnen detecteren die worden veroorzaakt door alleen de thermische trillingen bij minuscule temperaturen," zegt Gabriel Sorci, een promovendus aan het Stevens Institute of Technology en co-auteur. "Maar zelfs bij het absolute nulpunt, de grondtoestand, zal de tiksnelheid nog steeds worden beïnvloed door alleen de kwantumfluctuaties."

Maar waarom daar stoppen? De onderzoekers stellen voor om het vacuüm zelf te manipuleren door "samengeperste toestanden" te creëren, waarbij positie en snelheid zich bizar gedragen. Onder deze omstandigheden zou een enkele klok zowel sneller als langzamer kunnen tikken terwijl deze verstrikt raakt met zijn eigen kwantumbeweging. Het is alsof de klok een existentiële crisis heeft.

Het team hoopt dit experimenteel te testen. "We hebben de technologie om de vereiste samendrukking te genereren en een pad om de klokprecisie te bereiken die nodig is in ionklokken om dergelijke effecten voor het eerst te observeren," zegt Sanner. Pikovski, wiens eerdere werk het detecteren van enkele gravitonen omvat (de hypothetische deeltjes die zwaartekracht dragen), is enthousiast over de bredere implicaties: "De natuurkunde zit nog steeds vol mysteries op het meest fundamentele niveau. Kwantumtechnologieën geven ons nu nieuwe hulpmiddelen om er licht op te werpen."

Dus, de volgende keer dat je te laat bent, geef gewoon de schuld aan kwantumsuperpositie. Je klok was technisch gezien op tijd - en ook te laat - tegelijkertijd.