Die genaueste Uhr der Welt
Pünktlich bis (fast) in alle Ewigkeit: Das ist eine neue Atomuhr, die ein internationales Forscherteam gebaut hat. Erst nach 300 Millionen Jahre verspätet sie sich um eine Sekunde. Damit ist sie doppelt so präzise wie ihre Vorgängerinnen. Diese kamen bereits nach 150 Millionen Jahren aus dem Takt. Neueste Erkenntnisse aus der Welt der kleinsten Teilchen ermöglichen diesen enormen technischen Sprung.
Atomuhren benutzen Gasatome als Zeitmesser. Diese bestehen aus einem Kern und mehreren Elektronen, die um ihn kreisen. Jedes Elektron hat dabei eine vorgegebene Umlaufbahn. Es kann jedoch in einen anderen Orbit wechseln, indem es Energie aufnimmt oder abgibt.
Diese Eigenschaft nutzen Atomuhren. Durch gezielten Einsatz von Laserlicht bringen sie die Elektronen dazu, zwischen verschiedenen Bahnen rhythmisch hin und her zu schwingen. Diese Bewegung bildet das Pendel der Uhr.
Eine unbekannte Eigenschaft von Atomen hatte bisher jedoch die Genauigkeit der Uhren beschränkt. Der Physiker Jan W. Thomsen vom Niels Bohr Institut der Universität Kopenhagen fand jetzt heraus, dass sie unter extremen Umständen aus dem Ruder laufen.
„Bei sehr tiefen Temperaturen fangen die Atome an, sich gegenseitig zu beeinflussen“, erklärt der Forscher. Atomuhren werden fast bis zum absoluten Nullpunkt herunter gekühlt – die Interaktion ihrer eigenen Atome lässt sie dabei mit der Zeit unpünktlich werden (Foto: ultrakalte Strontiumatome).
Thomsen entdeckte auch die Lösung für das Problem. Zusammen mit US-Kollegen konnte er den Präzisionsverlust der Uhr verringern, indem er das Laserlicht auf eine bestimmte Frequenz einstellte. Das ermöglichte den Bau des neuen superpräzisen Zeitmessers.
Er wird den Alltag gewöhnlicher Bürgers nicht verändern, für die Forschung ist er jedoch ein Segen. Die neuen Superuhren werden helfen, große Entfernungen zwischen Galaxien im Weltall exakter zu messen, sagt Thomsen. Geophysiker könnten damit winzigkleine Wanderungsbwegungen der Kontinente auf der Erde genauer zu bestimmen, was der Erdbebenvorhersage zugute käme. (15.06.2009)
Pünktlich bis (fast) in alle Ewigkeit: Das ist eine neue Atomuhr, die ein internationales Forscherteam gebaut hat. Erst nach 300 Millionen Jahre verspätet sie sich um eine Sekunde. Damit ist sie doppelt so präzise wie ihre Vorgängerinnen. Diese kamen bereits nach 150 Millionen Jahren aus dem Takt. Neueste Erkenntnisse aus der Welt der kleinsten Teilchen ermöglichen diesen enormen technischen Sprung.
Atomuhren benutzen Gasatome als Zeitmesser. Diese bestehen aus einem Kern und mehreren Elektronen, die um ihn kreisen. Jedes Elektron hat dabei eine vorgegebene Umlaufbahn. Es kann jedoch in einen anderen Orbit wechseln, indem es Energie aufnimmt oder abgibt.
Diese Eigenschaft nutzen Atomuhren. Durch gezielten Einsatz von Laserlicht bringen sie die Elektronen dazu, zwischen verschiedenen Bahnen rhythmisch hin und her zu schwingen. Diese Bewegung bildet das Pendel der Uhr.
Eine unbekannte Eigenschaft von Atomen hatte bisher jedoch die Genauigkeit der Uhren beschränkt. Der Physiker Jan W. Thomsen vom Niels Bohr Institut der Universität Kopenhagen fand jetzt heraus, dass sie unter extremen Umständen aus dem Ruder laufen.
„Bei sehr tiefen Temperaturen fangen die Atome an, sich gegenseitig zu beeinflussen“, erklärt der Forscher. Atomuhren werden fast bis zum absoluten Nullpunkt herunter gekühlt – die Interaktion ihrer eigenen Atome lässt sie dabei mit der Zeit unpünktlich werden (Foto: ultrakalte Strontiumatome).
Thomsen entdeckte auch die Lösung für das Problem. Zusammen mit US-Kollegen konnte er den Präzisionsverlust der Uhr verringern, indem er das Laserlicht auf eine bestimmte Frequenz einstellte. Das ermöglichte den Bau des neuen superpräzisen Zeitmessers.
Er wird den Alltag gewöhnlicher Bürgers nicht verändern, für die Forschung ist er jedoch ein Segen. Die neuen Superuhren werden helfen, große Entfernungen zwischen Galaxien im Weltall exakter zu messen, sagt Thomsen. Geophysiker könnten damit winzigkleine Wanderungsbwegungen der Kontinente auf der Erde genauer zu bestimmen, was der Erdbebenvorhersage zugute käme. (15.06.2009)
