Abo
  • Services:
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.

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.

Anzeige

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...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Vertec GmbH, Hamburg, Zürich (Schweiz)
  2. Daimler AG, Esslingen-Mettingen
  3. Alfred Kärcher GmbH & Co. KG, Winnenden bei Stuttgart
  4. Robert Bosch GmbH, Leonberg


Anzeige
Top-Angebote
  1. (nur in den Bereichen "Mainboards", "Smartphones" und "TV-Geräte")
  2. 29,99€
  3. 18,00€ (ohne Prime bzw. unter 29€-Einkauf zzgl. 3€ Versand)

Folgen Sie uns
       


  1. taz

    Strafbefehl in der Keylogger-Affäre

  2. Respawn Entertainment

    Live Fire soll in Titanfall 2 zünden

  3. Bootcode

    Freie Firmware für Raspberry Pi startet Linux-Kernel

  4. Brandgefahr

    Akku mit eingebautem Feuerlöscher

  5. Javascript und Node.js

    NPM ist weltweit größtes Paketarchiv

  6. Verdacht der Bestechung

    Staatsanwalt beantragt Haftbefehl gegen Samsung-Chef

  7. Nintendo Switch im Hands on

    Die Rückkehr der Fuchtel-Ritter

  8. Raspberry Pi

    Compute Module 3 ist verfügbar

  9. Microsoft

    Hyper-V bekommt Schnellassistenten und Speicherfragmente

  10. Airbus-Chef

    Fliegen ohne Piloten rückt näher



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Reverse Engineering: Mehr Spaß mit Amazons Dash-Button
Reverse Engineering
Mehr Spaß mit Amazons Dash-Button

Tado im Test: Heizkörperthermostate mit effizientem Stalker-Modus
Tado im Test
Heizkörperthermostate mit effizientem Stalker-Modus
  1. Focalcrest Mixtile Hub soll inkompatible Produkte in Homekit einbinden
  2. Airbot LG stellt Roboter für Flughäfen vor
  3. Smarte Lautsprecher Die Stimme ist das Interface der Zukunft

Routertest: Der nicht ganz so schnelle Linksys WRT3200ACM
Routertest
Der nicht ganz so schnelle Linksys WRT3200ACM
  1. Norton Core Symantec bietet sicheren Router mit Kreditkartenpflicht
  2. Routerfreiheit bei Vodafone Der Kampf um die eigene Telefonnummer
  3. Router-Schwachstellen 100.000 Kunden in Großbritannien von Störungen betroffen

  1. Re: Warum will das jemand?

    Gwels | 20:07

  2. Re: Nichts neues...

    BilboNeuling | 20:04

  3. $150 für die 256GB Festplatte.

    quineloe | 20:03

  4. Re: Was wollte er denn damit?

    Apfelbrot | 20:03

  5. Re: Was genau klaut die Ressourcen?

    NaruHina | 20:00


  1. 18:02

  2. 17:38

  3. 17:13

  4. 14:17

  5. 13:21

  6. 12:30

  7. 12:08

  8. 12:01


  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