Rekord-Atomuhr: In 15 Milliarden Jahren auf eine Sekunde genau

22. April 2015, 08:45
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Neuer Superlativ im Rennen um die exakteste Zeitmessung

Boulder/London - Es gibt einen neuen Uhren-Rekord in der Disziplin Genauigkeit: In einem Forschungsinstitut im US-Staat Colorado "tickt" nun eine experimentelle Strontium-Gitter-Uhr, die in über 15 Milliarden Jahren keine Sekunde falsch geht - das ist länger als das Alter des Universums.

Physiker der US-Behörde für Standards und Technologie NIST und der Universität von Colorado in Boulder stellen ihre neue Rekorduhr im britischen Fachblatt "Nature Communications" vor. Die Präzisionszeitmessung ist für verschiedene Anwendungen interessant, von der Satellitennavigation über die Vermessungstechnik bis zur Grundlagenforschung.

Schwingungen zählen

In der Uhr befinden sich einige Tausend Strontiumatome in einem 0,03 mal 0,03 Millimeter großen optischen Gitter aus Laserlicht. Sie werden mit einem weiteren Laser angeregt, und die Physiker zählen die Schwingungen dieser Atome. Die Atome ticken rund 430 Billionen Mal pro Sekunde. "Die Uhr arbeitet bei normaler Raumtemperatur", berichtete Gruppenleiter Jun Ye in einer NIST-Mitteilung. Für den neuen Rekord haben die Physiker die Genauigkeit ihres Zeitmessers um das Dreifache verbessert und seine Stabilität um rund 50 Prozent erhöht.

Bodenhöhe mit der Uhr bestimmen

Die Uhr geht so genau, dass sie bereits kleine Zeitunterschiede im Schwerefeld der Erde nachweisen kann. Nach Albert Einsteins Relativitätstheorie geht die Zeit schneller mit wachsender Höhe über dem Erdboden. Das ist unter anderem wichtig für die Satellitennavigation. Die Strontium-Gitter-Uhr kann jetzt schon einen Unterschied messen, wenn sie um lediglich zwei Zentimeter angehoben wird. Das ist so exakt, dass damit eine neue Form der Landvermessung möglich werden könnte. "Ich glaube, wir nähern uns der Nutzbarkeit für relativistische Geodäsie", betonte Ye. (APA, red, 22.4.2015)

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