Atomuhr-Rekord In 15 Milliarden Jahren auf eine Sekunde genau

Im Rennen um die exakteste Zeitmessung gibt es eine neue Bestmarke: Eine optische Atomuhr im amerikanischen Boulder geht in 15 Milliarden Jahren keine Sekunde falsch. Mit der Superuhr sind verblüffende Messungen möglich.

Blick auf Strontium-Gitteruhr (Ausschnitt): Tickt 430 Billionen Mal pro Sekunde
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Blick auf Strontium-Gitteruhr (Ausschnitt): Tickt 430 Billionen Mal pro Sekunde


Die genaueste Atomuhr der Welt tickt derzeit in einem Forschungsinstitut im US-Bundesstaat Colorado: Die experimentelle Strontium-Gitter-Uhr geht über 15 Milliarden Jahre keine Sekunde falsch - das ist länger als das Alter des Universums. Physiker des National Institute of Standards and Technology (NIST) und der University of Colorado in Boulder stellen ihre neue Rekorduhr im britischen Fachblatt "Nature Communications" vor. Die Präzisionszeitmessung ist für verschiedene Anwendungen interessant, von der Satellitennavigation über die Vermessungstechnik bis zur Grundlagenforschung.

Mit einer Strontium-Gitteruhr war am NIST auch schon die bisherige Bestmarke aufgestellt worden - im Januar 2014. Für den neuen Rekord haben die Physiker die Genauigkeit ihres Zeitmessers um das Dreifache verbessert und seine Stabilität um rund 50 Prozent erhöht.

Optische Atomuhren gibt es in zwei unterschiedlichen Varianten: Entweder arbeiten sie mit nur einem einzigen Ion - oder aber mit Tausenden Atomen in einem Gitter - so wie bei der Uhr, die nun einen neuen Rekord aufgestellt hat. In der Uhr befinden sich Strontium-Atome in einem 0,03 mal 0,03 Millimeter großen optischen Gitter aus Laserlicht. Sie werden mit einem weiteren Laser angeregt, und die Physiker zählen die Schwingungen dieser Atome. Die Atome ticken rund 430 Billionen Mal pro Sekunde. "Die Uhr arbeitet bei normaler Raumtemperatur", berichtete Gruppenleiter Jun Ye in einer NIST-Mitteilung.

Höhenbestimmung per Atomuhr

Die Uhr geht so genau, dass sie bereits kleine Zeitunterschiede im Schwerefeld der Erde nachweisen kann. Nach Albert Einsteins Relativitätstheorie geht die Zeit schneller mit wachsender Höhe über dem Erdboden. Das ist unter anderem wichtig für die Satellitennavigation.

Die Strontium-Gitter-Uhr kann jetzt schon einen Unterschied messen, wenn sie um lediglich zwei Zentimeter angehoben wird. Das ist so exakt, dass damit eine neue Form der Landvermessung möglich werden könnte. "Ich glaube, wir nähern uns der Nutzbarkeit für relativistische Geodäsie", sagte Ye.

Als Alternative zu Strontium-Gitteruhren haben Physiker kürzlich eine weltumspannende Kette von Atomuhren vorgeschlagen. Diese sollen quantenphysikalisch miteinander gekoppelt sein und eine extrem hohe Genauigkeit ermöglichen. Bislang ist diese Idee aber nur Theorie - im Unterschied zur Superuhr des NIST.

hda/dpa



insgesamt 74 Beiträge
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sir wilfried 21.04.2015
1. Geht die Uhr in Serie?
Die fehlt noch in meiner Sammlung. In 15 Milliarden Jahren würde ich das dann gerne überprüfen. Leider ist unser Sonnensystem bis dahin schon Geschichte. Vielleicht erfreut sich dann ein Außerirdischer an der hübschen Uhr.
El_Matador 21.04.2015
2.
Ich muss garnicht den Original-Artikel zu lesen um zu wissen, dass man zu 100% wieder engl. "billion", zu deutsch Milliarden, verwechselt hat mit der deutschsprachigen Billion (10^3 Milliarden).
kritischerleser50 21.04.2015
3. Mit Garantie?
Wenn die Uhr dann nach 15 Milliarden Jahren doch eine Sekunde falsch geht; wo können wir reklamieren ?
antooneo 21.04.2015
4. ... weniger als 1 Sekunde in 15 Milliarden Jahren!
Diese Aussage ist zur Anschauung ganz gut geeignet. Wörtlich genommen ist sie dagegen ganz falsch. Nach heutigem Verständnis der Kosmologie verändert sich der Raum ständig, er expandiert nämlich. In einem veränderllichen Raum ändert sich die Schwingungsperiode sämtlicher Oszillatoren, auch derer, die in dieser Atomuhr verwendet werden. Damit wird diese Uhr nach 15 Mrd Jahren nicht um eine knappe Sekunde falsch gehen, sondern um Stunden, wahrscheinlich sogar um Jahre.
espet3 21.04.2015
5. Das wäre dann
mittags um 12:00 Uhr, nehme ich mal an.
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