Die Weltzeit hat eine neue Koordinatorin

16. Dezember 2009, 14:10
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Caesium-Fontänenuhr in Braunschweig hat eine Ungenauigkeit von nur einer Sekunde pro 40 Millionen Jahre

Braunschweig - Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig hat eine vierte sogenannte "primäre Atomuhr" in Betrieb genommen. Weltweit gibt es nur 13 dieser supergenauen Caesium-Atomuhren, über die die Weltzeit UTC (Universal Time Coordinated) bestimmt wird. Bei der Berechnung der UTC stützt sich das verantwortliche Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM) auf die Mitteilung von weltweit rund 300 Atomuhren in über 60 Zeitinstituten. Um zu garantieren, dass die Sekunden der UTC so genau wie möglich der Sekundendefinition des Internationalen Einheitensystems entsprechen, erfolgt eine Steuerung der UTC durch wenige, besonders genaue so genannte "primäre" Caesium-Atomuhren. Deutschland hat nun ebenso wie Frankreich vier dieser primären Uhren, fünf weitere Länder jeweils eine. Die neue Primäruhr sei erstmals in die Bestimmung der Weltzeit einbezogen worden, teilte die PTB am Mittwoch mit.

Die neue Atomuhr ist eine sogenannte Caesium-Fontänenuhr und trägt davon abgeleitet den Namen "CSF2". In Fontänenuhren werden Caesium-Atome zunächst mit Hilfe von Laserlicht stark abgekühlt und auf diese Weise auf Geschwindigkeiten von Zentimetern pro Sekunde verlangsamt. Die sich dann bildende Wolke aus langsamen Caesium-Atomen wird nach oben beschleunigt, so dass die Atome wie Wassertropfen in einer Fontäne hochfliegen und schließlich nach einer Steighöhe von einem knappen Meter wieder herunterfallen. Während dieses Fluges werden die Atome mit Mikrowellen bestrahlt, um sie in einen anderen energetischen Zustand zu bringen.

Caesium-Fontänen sind vor allem deshalb genauer als "normale" Caesium-Strahluhren, weil in ihnen die Atome langsamer sind und so wesentlich mehr Zeit zur Verfügung steht, die entscheidende Eigenschaft der Caesiumatome zu messen, die für die "Zeiterzeugung" nötig ist: ihre Resonanzfrequenz. Nur wenn die Frequenz der Mikrowellen mit dieser übereinstimmt, wechseln die Atomen ihren Zustand. Es sind dann rund neun Milliarden Mikrowellenschwingungen, die ablaufen müssen, bis genau eine Sekunde vergangen ist - und genau so ist es durch das Internationale Einheitensystem definiert. Die Uhr soll in 40 Millionen Jahren höchstens um eine Sekunde falsch gehen. (red/APA/AP)


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PTB

  • Die Caesium-Fontänenuhren CSF1 und CSF2 in der Uhrenhalle der Braunschweiger PTB.
    foto: ptb

    Die Caesium-Fontänenuhren CSF1 und CSF2 in der Uhrenhalle der Braunschweiger PTB.

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