Anzeige
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.


eye home zur Startseite
__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. Software-Entwickler Java/C++ (m/w)
    IVU Traffic Technologies AG, Berlin, Aachen
  2. (Junior) Web- / Mobile-Entwickler (m/w)
    DuMont Personal Management GmbH, Köln
  3. Software-Architekt/in für Bremssysteme
    Robert Bosch GmbH, Abstatt
  4. Anwendungsentwickler (m/w)
    KNIPEX-Werk C. Gustav Putsch KG, Wuppertal

Detailsuche



Anzeige

Folgen Sie uns
       


  1. USA

    Furcht vor Popcorn Time auf Set-Top-Boxen

  2. Unplugged

    Youtube will Fernsehprogramm anbieten

  3. Festnetz

    Telekom-Chef verspricht 500 MBit/s im Kupfernetz

  4. Uncharted 4 im Test

    Meisterdieb in Meisterwerk

  5. Konkurrenz für Bandtechnik

    EMC will Festplatten abschalten

  6. Mobilfunk

    Telekom will bei eSIM keinen Netzwechsel zulassen

  7. Gründung von Algorithm Watch

    Achtgeben auf Algorithmen

  8. Mobilfunk

    Störung zwischen E-Plus-Netz und Telekom

  9. Bug-Bounty-Programm

    Facebooks jüngster Hacker

  10. Taxidienst

    Mytaxi-Bestellungen jetzt per Whatsapp möglich



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
PGP im Parlament: Warum mein Abgeordneter keine PGP-Mail öffnen kann
PGP im Parlament
Warum mein Abgeordneter keine PGP-Mail öffnen kann

Nordrhein-Westfalen: Deutsche Telekom beginnt mit Micro-Trenching für Glasfaser
Nordrhein-Westfalen
Deutsche Telekom beginnt mit Micro-Trenching für Glasfaser
  1. DNS:NET "Nicht jeder Kabelverzweiger bekommt Glasfaser von Telekom"
  2. Glasfaser Swisscom erreicht 1,1 Millionen Haushalte mit FTTH
  3. FTTH Deutsche Glasfaser will schnell eine Million anschließen

Spielebranche: "Faule Hipster" - verzweifelt gesucht
Spielebranche
"Faule Hipster" - verzweifelt gesucht
  1. Neuronale Netze Weniger Bugs und mehr Spielspaß per Deep Learning
  2. Spielebranche "Die große Schatztruhe gibt es nicht"
  3. The Long Journey Home Überleben im prozedural generierten Universum

  1. Re: Hauptproblem Massenmarkt!!!

    Unfug | 23:46

  2. Re: Set-Top-Boxen und Kopien

    Wallbreaker | 23:46

  3. Re: Doofe Frage

    486dx4-160 | 23:43

  4. Re: Richtige Vorgehensweise

    Moe479 | 23:42

  5. Re: Audio

    laoladabamba | 23:37


  1. 13:08

  2. 11:31

  3. 09:32

  4. 09:01

  5. 19:01

  6. 16:52

  7. 16:07

  8. 15:26


  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