Neue Atomuhr: Eine Sekunde in 140 Milliarden Jahren
Was in dem steckt, das gemeinhin "Funkuhr" genannt wird, ist – wenn die Uhr in Deutschland funktioniert – ein Empfänger für den Sender DCF77(öffnet im neuen Fenster) der physikalisch-technischen Bundesanstalt PTB. Das Signal dieses Senders wird von der Cäsium-Atomuhr CS2 gespeist, die nach Angaben der PTB(öffnet im neuen Fenster) nur eine Abweichung von einer Sekunde in einer Million Jahren erreicht.
Obwohl die CS2 vor kurzem aufgerüstet wurde(öffnet im neuen Fenster) , soll ihre Genauigkeit von einer neuen US-Konstruktion(öffnet im neuen Fenster) deutlich übertroffen werden. Wissenschaftler der US-Universität Georgia Tech, der Universität von Nevada und der australischen Universität von New South Wales haben sie entwickelt.
Sie setzen dabei auf das Element Thorium, das sie in zwei Isotopen verwenden. Angeregt von einem Laser im Petahertz-Bereich soll dabei nicht mehr ein Elektron wie bei den meisten Atomuhren(öffnet im neuen Fenster) , sondern ein Neutron zum Schwingen gebracht werden. Die Forscher bezeichnen ihre Konstruktion folglich auch als "nuclear clock" im Gegensatz zur "atomic clock" , weil sie den Kern – engl. nucleus – selbst verwenden.
Genauere Positionsbestimmung
Wie meist, wenn so hohe Frequenzen gemessen werden sollen, muss jede andere Bewegung auf ein Minimum beschränkt werden. Daher funktioniert auch die Thorium-Uhr nur im Vakuum und bei Temperaturen nahe null Kelvin.
Genauere Uhren sollen unter anderem die Positionsbestimmung verbessern. Teil von Verfahren wie GPS ist dabei stets die Laufzeit von Funksignalen, die möglichst genau gemessen werden muss. Dazu braucht das gesamte System eine möglichst genaue Zeit als Bezugsgröße. Nach Angaben der Wissenschaftler wird die Arbeit zur Thorium-Uhr demnächst in den Physical Review Letters(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.