Blick in die Ultrahochvakuumkammer, in der Strontiumatome gekühlt und gespeichert werden
Blick in die Ultrahochvakuumkammer, in der Strontiumatome gekühlt und gespeichert werden (Bild: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Optische Strontiumuhr Wird die Sekunde neu definiert?

Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben den Einfluss der Raumtemperatur auf die Eigenzustände im Strontiumatom untersucht. Das soll die Grundlage für optische Uhren liefern und zur Definition einer "neuen Sekunde" führen.

Anzeige

Optische Uhren mit neutralen Strontiumatomen könnten helfen, die SI-Basiseinheit Sekunde genauer zu definieren. Die neuen Erkenntnisse könnten auch bei der Frage helfen, ob Naturkonstanten wirklich konstant sind. Größter Unsicherheitsfaktor ist bislang die Raumtemperatur, denn Strontiumatome reagieren relativ stark auf die Umgebungstemperatur; ihr atomares Niveau wird dadurch energetisch verschoben, was die Uhr ungenau werden lässt.

Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) konnten diesen Einfluss nun erstmals über eine Hilfskonstruktion messen und veröffentlichten ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Die optischen Uhren sollen helfen, Zeit genauer zu messen, als dies mit Atomuhren möglich ist. Sie erreichen dies, da die optische Strahlung schneller schwingt als Mikrowellenstrahlung, mit der zurzeit in Cäsium-Atomuhren die Sekunde "gemacht" wird. Je schneller die gemessene Schwingung, desto genauer kann prinzipiell die Zeit unterteilt werden und desto stabiler läuft die Uhr.

In einer optischen Strontiumuhr wird eine Wolke von neutralen Strontiumatomen in zwei Stufen mit Hilfe von gezielt eingesetzter Laserstrahlung gekühlt, bis schließlich die Atome nur noch wenige Zentimeter pro Sekunde schnell sind. Ein sogenanntes optisches Gitter sorgt dafür, dass sie festgehalten werden und sich praktisch gar nicht mehr bewegen.

Um den Einfluss der Umgebungstemperatur auf Eigenzustände im Strontiumatom zu messen, haben die PTB-Wissenschaftler eine Hilfskonstruktion genutzt: Für die nötige Genauigkeit haben sie den Effekt deutlich verstärkt, indem sie anstelle des elektromagnetischen Wechselfeldes der Schwarzkörperstrahlung ein statisches elektrisches Feld verwendeten. Sie konstruierten einen speziellen Plattenkondensator, dessen elektrisches Feld auf wenige hundertstel Promille bekannt ist. Dazu durfte der Abstand der beiden Platten, der 0,5 cm betrug, über seine Länge von 7 cm um nur wenige 100 nm variieren. Gleiches galt für die Genauigkeit bei der Messung des Abstandes.

Mit Hilfe dieses Plattenkondensators maßen die PTB-Wissenschaftler erstmals den Einfluss von elektromagnetischen Feldern auf die beiden für ihre Uhr entscheidenden Eigenzustände im Strontiumatom. So ermittelten sie dessen Beitrag zur Gesamtmessunsicherheit auf 5 x 10^-18. Da dieser Einfluss bisher die Gesamtmessunsicherheit der Strontiumuhr am stärksten begrenzte, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die nächsten Frequenzmessungen der gesamten Uhr deutlich unter den bisher erreichten 1 x 10^-16 liegen werden.


__destruct() 18. Jan 2013

Ok, dann gehen wir alle Homosexuellen umbringen, weil ein Arschloch, das vor tausenden...

pythoneer 05. Jan 2013

Unseren Kalender hat bestimmt einer erfunden, der Linux benutzt :D

IchBinFanboyVon... 03. Jan 2013

Dann werde ich Uhrenhersteller und verkaufe verflucht viele neue Geräte. :-D

Killerkeks 03. Jan 2013

Ne, das Kilogramm ist immer noch die einzige Größe die nicht durch eine hinreichend...

theanswerto1984... 03. Jan 2013

ganz schlechte idee dafür ints zu benutzen... die gehen nur bis 2^32(ich bin mal 32bit...

Kommentieren



Anzeige

  1. IT-Service Mitarbeiter (m/w) für den Anwender-Support
    DATAGROUP Köln GmbH, München
  2. Gruppenleitung (m/w) SCADA Wind Power
    Siemens AG, Hamburg
  3. Teamleiter SAP BI/BO (m/w)
    SCHOTT AG, Mainz
  4. IT-Anwendungs­betreuer / -Anwendungs­entwickler (m/w) HR-Informationssysteme
    DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, Traunreut

 

Detailsuche


Spiele-Angebote
  1. God of War 3 Remastered - [PlayStation 4]
    49,00€ (Release 15. Juli)
  2. F1 2015 Special Edition (exkl. bei Amazon.de) PS4/Xbox One
    69,99€ (Vorbesteller-Preisgarantie) - Release 12.06.
  3. VORBESTELLAKTION: Call of Duty - Black Ops III
    vorbestellen und Beta-Zugangscode erhalten

 

Weitere Angebote


Folgen Sie uns
       


  1. Apple

    iOS 9 soll auch auf alten Geräten flüssig laufen

  2. Sprite

    Fliegende Thermoskanne als Kameradrohne

  3. Android

    Schlüssel werden auf zurückgesetzten Smartphones nicht gelöscht

  4. Aria

    Gerät ermöglicht Smartwatch-Steuerung per Fingerschnippen

  5. Funktechnik

    Daimler und Qualcomm vernetzen das Auto

  6. Projekt Astoria

    Algorithmen gegen Schnüffler im Tor-Netzwerk

  7. Raumfahrt

    Marsrover Curiosity sieht wieder scharf

  8. Server-Prozessor

    Intels Skylake-EX bietet 28 Kerne und sechs Speicherkanäle

  9. Berlin E-Prix

    Motoren, die nach Star Wars klingen

  10. Licht

    Indoor-Navigationssystem führt zu Sonderangeboten im Supermarkt



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de



FBI-Untersuchung: Hacker soll Zugriff auf Flugzeugtriebwerke gehabt haben
FBI-Untersuchung
Hacker soll Zugriff auf Flugzeugtriebwerke gehabt haben
  1. Identitätsdiebstahl Gesetz zu Datenhehlerei könnte Leaking-Plattformen gefährden
  2. NetUSB Schwachstelle gefährdet zahlreiche Routermodelle
  3. MSpy Daten von Überwachungssoftware veröffentlicht

Windows 10 IoT Core angetestet: Windows auf dem Raspberry Pi 2
Windows 10 IoT Core angetestet
Windows auf dem Raspberry Pi 2
  1. Kleinstrechner Preise für das Raspberry Pi B+ gesenkt
  2. Artik Samsung stellt Bastelcomputer-Serie vor
  3. Hummingboard angetestet Heiß und anschlussfreudig

Yubikey: Nie mehr schlechte Passwörter
Yubikey
Nie mehr schlechte Passwörter
  1. Torrent-Tracker Eztv-Macher geben wegen feindlicher Übernahme auf
  2. Arrows NX F-04G Neues Fujitsu-Smartphone scannt die Iris
  3. Unsicheres Plugin Googles Passwort-Warnung lässt sich leicht aushebeln

  1. Re: Erklärungsanfrage an Golem.de

    lemete | 07:32

  2. Re: alles halb so wild

    elgooG | 07:29

  3. Dieses Jahr noch zu langweilig

    mz_001 | 07:16

  4. Re: Normaler Skylake-Xeon E3?

    HubertHans | 07:13

  5. Re: auch bei alterenativen distros und custom...

    exxo | 07:08


  1. 07:40

  2. 07:13

  3. 17:47

  4. 13:40

  5. 12:15

  6. 11:28

  7. 11:11

  8. 10:25


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel