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. Mitarbeiter (m/w) Wissensmanagement
    MAHLE Behr GmbH & Co. KG, Stuttgart
  2. Incidentmanagerin / Incidentmanager
    Berliner Verkehrsbetriebe (BVG), Berlin
  3. Software Entwickler (m/w)
    PIN Mail AG, Berlin
  4. Geoinformatiker/-in im Fachbereich "Strahlenschutz und Umwelt"
    Bundesamt für Strahlenschutz, Salzgitter

 

Detailsuche


Hardware-Angebote
  1. TIPP: USB-Ventilatoren von Arctic
    ab ca. 7,65€ inkl. Versand
  2. PCGH-Extreme-PC GTX980Ti-Edition
    (Core i7-5820K + Geforce GTX 980 Ti)
  3. NEU: Turtle Beach Ear Force XO FOUR Stealth-Hochleistungs-Stereo-Gaming-Headset - [Xbox One]
    74,96€

 

Weitere Angebote


Folgen Sie uns
       


  1. Media Broadcast

    DVB-T2 verspricht exklusive Inhalte in 1080p/50

  2. Airbus E-Fan 2.0

    In 38 Minuten nach Calais

  3. Square Enix

    Mac-Version von Final Fantasy 14 zurückgezogen

  4. Smartphone

    Oneplus Two soll unter 450 US-Dollar kosten

  5. Derek Smart

    "Star Citizen wird es nie geben"

  6. IETF

    Rätselaufgaben gegen DDoS-Angriffe auf TLS

  7. Windows 10

    RTM-Version für diese Woche geplant

  8. Hero 4 Session ausprobiert

    Gopros neuer Zauberwürfel

  9. Protest

    WLAN-Störerhaftung soll gegen EU-Recht verstoßen

  10. Mojang

    Spezielle Version von Minecraft für Windows 10



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de



Berliner Datenschutzbeauftragter: Jemand muss den Datenschutz sexy machen!
Berliner Datenschutzbeauftragter
Jemand muss den Datenschutz sexy machen!
  1. UNHRC Die UNO hat einen Sonderberichterstatter für Datenschutz
  2. E-Gesundheitskarte Mangelnde Personenüberprüfung gefährdet Patientendaten
  3. EU-Ministerrat Showdown für Europas Datenschutz

Pebble Time im Test: Nicht besonders smart, aber watch
Pebble Time im Test
Nicht besonders smart, aber watch
  1. Smartwatch Pebble Time kostet außerhalb von Kickstarter 250 Euro
  2. Smartwatch Apple gibt iOS-App für die Pebble Time frei
  3. Smartwatch Pebbles iOS-App wird von Apple nicht freigegeben

Batman Arkham Knight im Test: Es ist kompliziert ...
Batman Arkham Knight im Test
Es ist kompliziert ...
  1. Arkham Knight Erster PC-Patch für Batman
  2. Technische Probleme Batman Arkham Knight nicht mehr auf Steam erhältlich

  1. Re: Eigene Erfahrungen mit Deltatronic

    C. Stubbe | 04:00

  2. Re: Was will man da noch aufspalten?

    Sharra | 02:13

  3. Re: Typisch Deutsch eben

    Sharra | 02:09

  4. Re: Komisch ist, dass bei den Griechen immer nur...

    teenriot* | 01:54

  5. Re: "Told you so..."

    Sammie | 01:38


  1. 18:12

  2. 18:04

  3. 17:46

  4. 17:38

  5. 16:52

  6. 15:38

  7. 15:11

  8. 15:00


  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