270 Attosekunden: Extrem genaue optische Uhr

10. Mai 2016, 12:16 Uhr
Die eigentliche Uhr ist der schmale schwarze Streifen in der Mitte. Bild: Matthew Chin, UCLA
Die eigentliche Uhr ist der schmale schwarze Streifen in der Mitte. Bild: Matthew Chin, UCLA
Forschern der amerikanischen UCLA gelang der Bau einer optischen Uhr, die trotz kleiner Abmessungen Zeitmessungen mit bislang unerreichter Genauigkeit in diesem Format ermöglicht. Laut den Forschern taugt sie deshalb als ein Werkzeug für die sogenannte Attosekunden-Physik und man kann damit sogar universelle Naturkonstanten besser vermessen.

Aktuelle Präzisionsuhren kommen typischerweise auf eine Genauigkeit von 10-13s und basieren auf den natürlichen Spektren von durch Strahlung angeregten Atomen. Die neue an der UCLA entwickelte Zeitbasis allerdings ist mit etwa 1 cm³ nicht nur sehr klein und daher leicht in portable Geräte einbaubar, sondern erreicht eine unglaubliche hohe Genauigkeit 2,7 x 10-16s.

Herkömmliche Präzisionsuhren benötigen Faserlaser, weshalb solche Systems kaum unter der Größe eines Desktop-PCs realisierbar sind. Der neue Ansatz hingegen kommt auf lediglich 1 cm³. Die hohe Genauigkeit erlaubt nun z. B. die Bewegungen von Atomen oder auch von weit entfernten Objekten außerhalb unseres Sonnensystems zu vermessen. Dank der Kleinheit und weil die eigentliche Uhr auf einem Silizium-Chip aufsetzt, sind viele portable Anwendungen wie etwa ein Einsatz zur Abstandsmessung in selbstfahrenden Autos denkbar.
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