Verbesserte Atomuhr der NASA

Atomuhren gelten als die zuverlässigsten Zeitmesser der Welt. Nun wurden sie weiter verbessert – und verlieren nur noch eine Minute in 10 Milliarden Jahren, dem ungefähren Alter der Universums.

Autor: Karl Urban, bearbeitet von Star-Light, Quelle: NASA.

Die Atome eines Elements werden meist in einer gläsernen Vakuum-Kammer gehalten, deren Wände so beschichtet sind, dass die Atome nicht mit ihr kollidieren können und dadurch weder Zusammensetzung noch Zustand ändern. Unweigerlich führen solche Kollisionen dazu, dass die Atomuhr zu langsam oder zu schnell läuft.

Grafische Darstellung einer Atomuhr
Bild NASA

Nun hat ein Team von Physikern und Ingenieuren am NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien einen verbesserten Weg entwickelt, um diese Probleme der Genauigkeit der Atomuhr zu beseitigen. Mehr als ein Jahrzehnt lang arbeiteten die Wissenschaftler an einem Frequenz-Standard, der sogenannten Ionen-Falle. Das Team im JPL Frequency Standards Laboratory entwickelte und installierte eine neue trapped ion-Atomuhr, die die störenden Wände eliminiert. Diese neue Entwicklung des JPL vergrößert die Zuverlässigkeit der Atomuhren um den Faktor 20. Das Resultat ist eine Uhr, die in 10 Milliarden Jahren – etwa dem Alter unseres Universums – gerade einmal eine Minute verliert.

Das Innenleben der trapped ion-Atomuhr
(Bild: NASA JPL)

Das Instrument, das mit Quecksilber-Ionen arbeitet, wird von einer großen Anzahl von Atomuhren genutzt werden. Darunter ist auch das US-Marine-Observatorium, dass die Zuverlässigkeit des weltweiten Satelliten-Navigationssystem GPS sicherstellt. Während der Testphase wird die Ionenuhr ebenso als Referenzzeit für die Kontinentalzeit dienen.

Mehr zur neuen Atomuhr können Sie hier nachlesen (in englischer Sprache).

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