Optische Uhr genauer als Cäsium-Atomuhr

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Optische Uhr genauer als Cäsium-Atomuhr
Optische Uhr genauer als Cäsium-Atomuhr

Forschern der PTB (Physikalisch Technischen Bundesanstalt) gelang die Entwicklung einer extrem genauen Variante eines optischen Frequenzgenerators. Diese „optische Uhr“ ist mit einer Abweichung von nur 7 x 10-17 außergewöhnlich genau. Um sich diese Präzision klar zu machen, muss man sich verdeutlichen, dass dies einer Abweichung von nur 30 s auf die gesamte bisherige Existenz des Universums bedeutet. Optische Uhren arbeiten mit elektromagnetischen Wellen im Bereich des Lichts und operieren daher mit deutlich höheren Frequenzen als die Mikrowellen in gebräuchlichen Cäsium-Uhren. Höhere Frequenzen bedeuten aber auch eine höhere mögliche Genauigkeit. Aus diesem Grund werden optischen Uhren als Nachfolger von Atomuhren betrachtet.
 
Der neue Frequenzstandard basiert auf eine Ytterbium-Ion, das mit Hilfe von Laserlicht in einen sehr schwierig zu erreichenden, quantenmechanisch „verbotenen“ angeregten Zustand versetzt wird, was ein äußerst  schmales Resonanzband zur Folge hat, das wiederum mit extrem hoher Stabilität bzw. Genauigkeit einhergeht. Durch abwechselnde Anregung des in einer Ionenfalle gefangenen Ions mit zwei unterschiedlichen Laserintensitäten lässt sich die unbeeinflusste Resonanzfrequenz sehr genau bestimmen.
 
Die Untersuchungsergebnisse wurden kürzlich in den Physical Review Letters veröffentlicht.

Bild: PTB
 

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