Neue Methode soll präzisere und tragbare Atomuhren möglich machen
Am Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen hat ein Urenkel des Namensgebers eine Methode entwickelt, um die besten Atomuhren noch deutlich genauer zu machen.
(Bild: r.classen/Shutterstock.com)
Der Urenkel des Physik-Nobelpreisträgers Niels Bohr hat eine Methode entwickelt, mit der Atomuhren deutlich genauer werden sollen, als es bislang möglich ist. Das hat die Universität Kopenhagen publik gemacht, wo eine Forschungsgruppe um Eliot Bohr den Vorschlag am Niels-Bohr-Institut ausgearbeitet hat. Wenn sich der Ansatz als tragfähig herausstellt, könnte die Notwendigkeit wegfallen, die Atome während der die Messung zu erhitzen, was die Präzision verringert. Damit könnte die Genauigkeit von Satellitennavigationssystemen wie GPS oder Galileo erhöht und die Entwicklung einer neuen Generation von kleineren, tragbaren Atomuhren möglich werden, meint das Team noch.
Wie das Team erläutert, basieren die genauesten Atomuhren heutzutage auf Strontium-Atomen, die in einer extrem kalten magneto-optischen Falle gefangen und danach mit einem Laser untersucht werden. Die ermitteln deren Schwingung, aus denen das präzise Fortschreiten der Zeit abgelesen werden kann. Dadurch werden die Atome aber konstant wieder erwärmt, weswegen konstant neue hinzugefügt werden müssen. Um das zu umgehen, macht sich das Team einen quantenmechanischen Effekt zunutze, bei dem miteinander verschränkte Atome unter bestimmten Umständen zusammen Licht ausstrahlen. Mithilfe von zwei Spiegeln sollen sich die Schwingungen präzise auslesen lassen, wobei die Atome nur "minimal" erwärmt werden müssten.
Bohr und sein Team stellen die Methode im Fachmagazin Nature Communications vor. Dort schreiben sie, es handle sich um einen innovativen Ansatz zur Auslesung des Atomzustands, der sich durch seine Schnelligkeit und Einfachheit auszeichne. Das könnte nicht nur für GPS & Co. von praktischer Bedeutung sein, wo schon Verzögerungen um Mikrosekunden Abweichungen bei der Positionsangabe um 100 Meter zur Folge haben könnten. Auch in der Raumfahrt könnten präzisere Atomuhren signifikante Folgen haben, vor allem wenn es um Geräte geht, die sich immer weiter von der Erde und unseren Präzisionsinstrumenten entfernen. Auch für die Vorhersage von Vulkanausbrüchen und Erdbeben könnten sich genauere Atomuhren als hilfreich erweisen, meint das Team noch.
(mho)