Entwicklung aus Braunschweig 08.08.2016, 10:23 Uhr

Diese Superuhr stellt die Atomuhr in den Schatten

In 14 Milliarden Jahren geht er nur 100 Sekunden nach: der optische Superzeitmesser aus Braunschweig. Er könnte in zehn Jahren die Atomuhr ablösen. 

Christian Lisdat beobachtet einen Teil einer optischen Uhr in einem Labor der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig (Niedersachsen). Er ist sich sicher: In zehn Jahren könnte sie die Cäsium-Atomuhr ablösen.  

Christian Lisdat beobachtet einen Teil einer optischen Uhr in einem Labor der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig (Niedersachsen). Er ist sich sicher: In zehn Jahren könnte sie die Cäsium-Atomuhr ablösen.  

Foto: Julian Stratenschulte/dpa

Tick, tack, tick, tack – das Geräusch einer Schwingung, das nur einmal pro Sekunde zu hören ist und Pendeluhren damit sehr ungenau macht. Wesentlich genauer ist die Atomuhr. In ihr schwingen Cäsium-Atome neun Milliarden Mal pro Sekunde. Das reicht den Wissenschaftlern der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) aber für eine zuverlässige Zeitmessung immer noch nicht aus. Die Forscher entwickeln deswegen eine optische Uhr mit einer Taktfrequenz, die bis zu 100.000 Mal schneller ist als die einer Cäsium-Atomuhr.

Für wen eine so genaue Zeitbestimmung eine Rolle spielt? Etwa für das Highspeed-Trading im Bankensektor oder die Satellitennavigation.

Optisch hat die Uhr der Braunschweiger nichts mit einer klassischen Uhr gemein. Sie besteht aus zahlreichen winzigen Spiegeln, die auf einem großen Labortisch in der PTB montiert sind. Die Spiegel erzeugen ein Gitter aus Laserlicht, in dem sich mehrere Tausend Stromtium-Atome befinden. Ein zweiter Laser regt die Atome an, um Übergänge der Elektronen auszulösen. Die Schwingungen der Atome zählen die Forscher.

Schwingungen sind 0,000 000 000 000 002 Sekunden kurz

Wie kurz eine Schwingung ist, ist kaum vorstellbar. Sie dauert lediglich 0,000 000 000 000 002 Sekunden. Die Uhr läuft damit so genau, dass die Ungenauigkeit seit Beginn des Universums vor rund 14 Milliarden Jahren nur 100 Sekunden betragen würde. „Auf der Welt gibt es vielleicht zwei oder drei Uhren, die genauer sind. Aber bei der Stabilität stehen wir dafür super da“, sagt PTB-Arbeitsgruppenleiter Christian Lisdat dem Spiegel.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
STEULER-KCH GmbH-Firmenlogo
Technischer Vertriebsmitarbeiter Export - Surface Protection (m/w/d) STEULER-KCH GmbH
Siershahn Zum Job 
Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH-Firmenlogo
Bereichsleiter Qualitätsmanagement (m/w/d) Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Nordrach Zum Job 
Henkel AG & Co. KGaA-Firmenlogo
Business Development Manager - Western Europe (d/f/m) Henkel AG & Co. KGaA
Düsseldorf Zum Job 
Henkel AG & Co. KGaA-Firmenlogo
Projektingenieur Kraftwerk (d/m/w) Henkel AG & Co. KGaA
Düsseldorf Zum Job 
Henkel AG & Co. KGaA-Firmenlogo
Field Application Engineer Personal Hygiene EIMEA (d/f/m) Henkel AG & Co. KGaA
Düsseldorf Zum Job 
Henkel AG & Co. KGaA-Firmenlogo
SAP Business Technology Platform Engineer (d/f/m) Henkel AG & Co. KGaA
Düsseldorf Zum Job 
STEULER-KCH GmbH-Firmenlogo
Site Manager / Construction Manager International - Surface Protection (m/w/d) STEULER-KCH GmbH
Siershahn Zum Job 
Dekra Automobil GmbH-Firmenlogo
Sachkundiger Prüfmittelüberwachung / Kalibriertechniker (m/w/d) Dekra Automobil GmbH
Dortmund Zum Job 
Dekra Automobil GmbH-Firmenlogo
Prüfingenieur Fahrzeuge / Kfz Sachverständiger (m/w/d) Dekra Automobil GmbH
Dortmund Zum Job 
Dekra Automobil GmbH-Firmenlogo
(Ausbildung) Sachverständiger Anlagensicherheit AwSV (m/w/d) Dekra Automobil GmbH
Dortmund Zum Job 
Bundesamt für das Personalmanagement der Bundeswehr-Firmenlogo
Ingenieurin / Ingenieur mit Bachelor - Beamten - Ausbildung (m/w/d) Bundesamt für das Personalmanagement der Bundeswehr
deutschlandweit Zum Job 
Bundesamt für das Personalmanagement der Bundeswehr-Firmenlogo
Ingenieurin / Ingenieur mit Bachelor in Informatik / Elektrotechnik - Beamten - Ausbildung (m/w/d) Bundesamt für das Personalmanagement der Bundeswehr
deutschlandweit Zum Job 
BJ Automotive GmbH-Firmenlogo
Senior Konstrukteur Automotive - Baugruppenentwicklung (m/w/d) - Hoher Reiseanteil nach China BJ Automotive GmbH
Kirchardt Zum Job 
Tadano Demag GmbH-Firmenlogo
Produktionstechniker (m/w/d) - Welding Technology Tadano Demag GmbH
Zweibrücken Zum Job 
Wirtgen GmbH-Firmenlogo
Product Safety & Compliance Engineer (m/w/d) - R&D Wirtgen GmbH
Windhagen Zum Job 
Hochschule Düsseldorf-Firmenlogo
Vertretungsprofessur "Haus-, Energie- und Anlagentechnik" Hochschule Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 
Spar- und Bauverein eG-Firmenlogo
Leiter Technik / Prokurist (m/w/d) Spar- und Bauverein eG
Hannover Zum Job 
Koehler Paper SE-Firmenlogo
Ingenieur Qualitätssicherung (m/w/d) Koehler Paper SE
KOCO MOTION GmbH-Firmenlogo
Produktmanager (m/w/d) KOCO MOTION GmbH
Dauchingen Zum Job 
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für technische Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Die optische Uhr der Braunschweiger Forscher. Spiegel erzeugen ein Gitter aus Laserlicht, in dem sich mehrere Tausend Stromtiumatome befinden. Ihre Schwingungsdauer: 0,000 000 000 000 002 Sekunden. 

Die optische Uhr der Braunschweiger Forscher. Spiegel erzeugen ein Gitter aus Laserlicht, in dem sich mehrere Tausend Stromtiumatome befinden. Ihre Schwingungsdauer: 0,000 000 000 000 002 Sekunden.

Quelle: Julian Stratenschulte/dpa

Welche Uhr noch genauer ist? Die Strontium-Gitter-Uhr des National Institute of Standards and Technology aus Colorado. Ihre Atome schwingen 430 Billionen Mal pro Sekunde. In 15 Milliarden Jahren ginge die Uhr somit nur eine Sekunde nach.

In zehn Jahren droht der Cäsium-Atomuhr das Aus

Ganz zuverlässig funktioniert die optische Uhr aus Braunschweig aber noch nicht. „Ein lautes Türenkallen reicht manchmal schon und der Laser kommt aus dem Lot“, sagt Lisdat. Die Lösung der Forscher: ein sogenannter Maser, ein Laser im Mikrowellenbereich, der bei Ausfällen einspringt. Mit ihm haben die Forscher die Messunsicherheiten in einem 25-Tage-Test reduzieren können. Lisdat ist überzeugt: „In zehn Jahren könnte die optische Uhr die Cäsium-Atomuhr ablösen.“

 

Ein Beitrag von:

  • Patrick Schroeder

    Patrick Schroeder arbeitete während seines Studiums der Kommunikationsforschung bei verschiedenen Tageszeitungen. 2012 machte er sich als Journalist selbstständig. Zu seinen Themen gehören Automatisierungstechnik, IT und Industrie 4.0.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.