Atom uhr

2 Minuten Es ist nicht ganz einfach, welche Forschungen der Physikalisch-Technischen Bundesstiftung (PTB) in Braunschweig nun neue Ergebnisse vorlegen. Wäre es möglich, den Kern zu erregen, schreibt sie, wäre der Weg für eine viel präzisere und präzisere Ticking-Autoruhr geebnet. Mit Hilfe von Wissenschaftlern der Physikalisch-Technischen Uniklinik in Braunschweig konnten atomare Uhren in der zeitlichen Messung um ein Vielfaches genauere Ergebnisse erzielen.

Die heutigen Funkuhren takten mit Hilfe von um den Zellkern herum schwebenden Ionen, die damit wesentlich mehr externen Einflussfaktoren und Störgrößen unterworfen sind. Das wollen nicht nur die braunschweigischen Wissenschaftler optimieren:

Nuklearuhr

Ein Atom-Uhr ist ein Uhrwerk, dessen Zeitintervall sich aus den Strahlenübergängen der Elektronenkörper der freien Atomkörper ergibt. Weil die Strahlenfrequenz dieser Transitionen gleichbleibend ist, sind atomare Taktgeber die bisher präzisesten Taktgeber. Das " Bureau International des Potentials et Mesures " (BIPM) in Paris (Frankreich) definiert die " International Atomic Time " (TAI) als Bezugszeit aus den gemessenen Werten von mehr als 260 Nanouhren an mehr als 60 international verbreiteten Institutionen.

Ataluhren nutzen die Energiedifferenzen zwischen den ZustÃ??nden der hyperfeinen Struktur. Caesium, Rubidium auf der einen Seite und Wasser auf der anderen Seite sind die häufigsten Atomatome, die für den Betrieb von Funkuhren verwendet werden. In den besten atomaren Uhren werden derzeit Cs-Atome verwendet, die eine relativen Standardverschiebung (Ungenauigkeit) von nur etwa 10-13 haben. Wasserstoffgrate sind auch sehr genau, aber schwerer zu bedienen.

Eine neuere Atomuhr verwendet thermogebremste Atomkerne, um die Ganggenauigkeit zu verbessern. Anschließend werden die langsameren Atomkerne durch einen Hochleistungslaser nach oben geschleudert und passieren eine Ballistiktrajektorie (daher der Begriff Cäsiumfontäne), die es ermöglicht, die wirksame Wechselwirkungszeit der Atomkerne mit den bestrahlten Mikrowelle zu verlängern und die Frequenz genauer zu bestimmen.

Für die Atomuhr werden neben Caesium, Rubidium, Wasserstoffatome und andere Moleküle oder Moleküle eingesetzt. So sind in Deutschland bei der Physikalisch-Technischen Bundessanstalt (PTB) in Braunschweig mehrere Funkuhren im Einsatz, darunter ein "Cäsiumbrunnen" im Normalbetrieb. Das METAS-Laboratorium für Zeit und Häufigkeit verfügt in der Schweiz über mehrere Funkuhren, mit denen die Schweizer Funkuhr zeit TAI(CH) verwaltet und die Schweizer Funkuhr UTC(CH) berechnet wird.

Ataluhren dienten zum einen zur präzisen zeitlichen Messung von Sequenzen, zum anderen zur präzisen Zeitermittlung und Koordination unterschiedlicher Datensysteme und Skalen. Die PTB Braunschweig unterhält den deutschen Funksender DCF77, der sich jedoch aufgrund der günstigen Einstrahlungsbedingungen zusammen mit den taktgebenden Funkuhren in Mainsflingen bei Frankfurt am Main erhebt. Über das Network Time Protokoll (NTP) werden im Netz die zeitlichen Impulse vieler atomarer Uhren bereitgestellt.

In Donebach wird ein Rubidiumoszillator, wie er auch in der Atomuhr eingesetzt wird, eingesetzt, um die Taktfrequenz des dort vorhandenen Donebacher Langwellenfunksenders zu erzeugen. Auch in den GPS-Satelliten werden Funkuhren zur exakten Zeitmessung mit dem GPS-Empfänger eingesetzt.