Die genaueste Atomuhr der Welt kann Milliarden von Jahren arbeiten

Die Genauigkeit von Atomuhren - wie Zeitstempelgeräte mit absurd hoher Genauigkeit genannt werden - wurde verbessert, da Wissenschaftler neue Wege und Technologien entdecken, um sie nahezu perfekt zu machen. Ein von Science veröffentlichtes Projekt zeigte eine neue ultragenaue Uhr, die von einem Team des Nationalen Instituts für Standards und Technologie (NIST) erstellt wurde.

Während andere Atome die Stabilität der Uhr erhöhen können, können sie auch die Genauigkeit verringern, da sie anfälliger für Kollisionen sind.

Das Wissenschaftlerteam hat die Methode, mit der die von ihnen im Jahr 2015 erstellte Atomuhr-Version noch genauer gemacht wurde, weiter verbessert. Bislang war sie die genaueste der Welt. Das als optische Netzwerke bezeichnete System verwendet Laser, die Atome einzeln "unter Quarantäne stellen" und die Messgenauigkeit erhöhen, so dass sie sich nicht bewegen und nicht miteinander interagieren können.

Genau das Gleiche, aber anders

Die neue Atomuhr macht dasselbe, aber sie verstärkt dieses eindimensionale optische Netzwerksystem auf die drei Dimensionen des Raums. Mit nur einer Dimension ist die Anzahl der Atome, die verwendet werden können, begrenzt. Während andere Atome die Stabilität der Uhr erhöhen können, können sie daher auch die Genauigkeit verringern, da sie anfälliger für Kollisionen sind.

Atomuhren funktionieren mit Licht. Mit Laserstrahlen ist es beispielsweise möglich, die Elektronen eines Atoms an Positionen höherer Energie zu drücken. Wenn diese Atome in ihre niedrigsten Positionen zurückkehren, setzen sie Licht frei und Atomuhren können die Zeit anhand dieser Bewegungen der Energieposition messen.

Tausendundein Dienstprogramme

Eine Uhr wie diese ist eines der sensibelsten und neugierigsten Instrumente, die die Menschheit jemals gebaut hat.

Um die Anzahl der gespeicherten Atome zu erhöhen, reichte es aus, ein dreidimensionales System anstelle eines eindimensionalen zu entwickeln, wodurch die Stabilität der Atomuhr erhöht wurde. Zusätzlich zur Zeitangabe können auch etwas komplexere Aufgaben wie die Erkennung dunkler Materie ausgeführt werden. oder Gravitationswellen. Es kann auch Milliarden von Jahren dauern, ohne dass sich die Zeit ändert.

"Eine Uhr wie diese ist eines der sensibelsten und neugierigsten Instrumente, die die Menschheit jemals gebaut hat", sagte der NIST-Forscher Jun Ye. "Wir wollen damit den Zusammenhang zwischen Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie beschreiben", schloss er.