Weg frei für die Thorium-Kernuhr

Ihr Quantensprung liegt jetzt etwa zwei Jahre zurück: Ende 2023 gelang es dem Team um Ekkehard Peik in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) als weltweit erster Gruppe, den Kern eines Atoms mit Laserpulsen anzuregen. Damit wurde ein neuer Atomuhr-Typ möglich: eine Kernuhr, noch genauer als andere Atomuhren. Und es entstand ein neues Gebiet der Physik: die laserbasierte Kernphysik, die neue Erkenntnisse über unser Universum verspricht. Doch für einen stabilen Uhrenbetrieb ist die gepulste Laserstrahlung nicht geeignet. Jetzt konnte das Team ein neues Lasersystem für die Kernuhr maßschneidern. Es ist weltweit das erste System, das die benötigte UV-Wellenlänge von 148 nm kontinuierlich emittiert und dabei ohne die sonst üblichen Gas-Komponenten auskommt. Beides macht das System besonders stabil und kompakt – Voraussetzungen für einen stabilen, dauerhaften Uhrenbetrieb. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Optica publiziert.

Stromausfall in Colorado: Warum das Internet einen Sekundenbruchteil falsch geht

Eine Stromunterbrechung brachte eine wichtige Zeitquelle in den USA aus dem Takt. Die meisten Anwender werden das nicht bemerken – doch wichtige Branchen brauchen eine Backup-Lösung.

ACES auf dem Weg zur Umlaufbahn. Hochpräzise europäische Atomuhren jetzt im All

Forscher entwickeln exakteste Uhr aller Zeiten - diese Vorteile bringt sie jedem

Forschende aus Braunschweig haben die genaueste Uhr Europas entwickelt. Die Multi-Ionen-Uhr kann nicht nur die Zeit noch genauer als die bekannten Atomuhren messen, sondern auch im Alltag einen hohen Nutzen bringen.

Neue Methode zum Nachweis dunkler Materie mit Atomuhren und Lasern

Ein internationales Forscherteam hat einen innovativen Ansatz entwickelt, um den Geheimnissen der dunklen Materie auf die Spur zu kommen. Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen der Universität Queensland (Australien) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat das Team Daten von Atomuhren und Lasern, die auf optische Resonatoren stabilisiert wurden und die räumlich und zeitlich weit voneinander entfernt sind, analysiert, um nach Formen von dunkler Materie zu suchen, die bei früheren Untersuchungen unsichtbar geblieben wären. Diese Technik ermöglicht es den Forschenden, Signale von Modellen dunkler Materie aufzuspüren, die universell mit allen Atomen wechselwirken - eine Leistung, die herkömmlichen Experimenten entgangen ist.

Auf dem Weg zur „neuen“ Sekunde

Die nächste Generation von Atomuhren „tickt“ mit der Frequenz eines Lasers. Das ist rund 100 000-mal schneller als die Mikrowellenfrequenzen der Cäsiumuhren, die zurzeit die Sekunde erzeugen. Diese optischen Uhren sind noch in der Erprobungsphase, doch bereits jetzt sind einige davon hundertmal genauer. Deshalb sollen sie in Zukunft die Basis für die weltweite Sekunden-Definition im Internationalen Einheitensystem (SI) werden. Zuvor müssen diese optischen Uhren allerdings ihre Zuverlässigkeit durch wiederholte Tests und weltweite Vergleiche unter Beweis stellen. Die PTB gehört dabei zu den weltweit führenden Einrichtungen und hat bisher eine beeindruckende Reihe von verschiedenen optischen Uhren realisiert – darunter optische Einzel-Ionenuhren und optische Gitteruhren. Nun wurde die hohe Genauigkeit auch in einem neuartigen Uhrentyp unter Beweis gestellt, der das Potenzial hat, Zeit und Frequenz 1000-mal genauer zu messen als die Cäsiumuhren, die aktuell die SI-Sekunde realisieren. Hierfür wurde diese neue Ionen-Kristall-Uhr mit anderen optischen Uhren verglichen und ein neuer Genauigkeitsrekord erzielt. Über die Ergebnisse der Messkampagne berichten die Forschenden in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters.

BKG - Magazin - Reparatur einer Cäsium-Atomuhr

Reparatur einer Cäsium-Atomuhr

Zeitmessung: Ionen-Kristall-Uhr erzielt Genauigkeitsrekord

Uhren-Rekord: Eine neuartige Atomuhr misst die Zeit mit bisher unerreichter Genauigkeit – sie tickt bis auf die 18. Nachkommastelle genau. Möglich wird

PTB Uhr

Darstellung der in Deutschland maßgebenden Uhrzeit durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Die Web-Uhr tickt im Browser und ermöglicht eine digitale und analoge Anzeige, eine Sprachausgabe sowie einen Zeitvergleich mit der lokalen Computer-Uhr.

Schrödingers Katze verbessert Atomuhren

Quantenmechanik trifft Zeitmessung: Physiker haben Atome so manipuliert, dass sie genauer und schneller "ticken" als gängige optische Atomuhren. Möglich