Die Bedeutung von Atomuhren

Atomuhren sind die genauesten Uhren der Welt. Sie bestimmen die offizielle Weltzeit und sind wichtig für viele Technologien, wie zum Beispiel GPS-Navigationssysteme. Besonders präzise sind optische Atomuhren, die mit Lasern arbeiten. Allerdings haben Ionen-Atomuhren ein Problem: Quantenfluktuationen stören die Messung.

Die Lösung: Verschränkte Ionen

Ein Forscherteam der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat eine Lösung gefunden. Sie nutzen zwei verschränkte Calcium-Ionen. Verschränkung ist ein quantenphysikalisches Phänomen, bei dem Teilchen zusammenarbeiten. Die Forscher haben die Ionen in einen speziellen Zustand gebracht, der sie unempfindlich gegen Magnetfeldstörungen macht. Dadurch wird die Uhr stabiler und schneller auslesbar.

Vorteile der neuen Methode

Die neue Methode hat viele Vorteile. Die verschränkten Ionen erreichen dieselbe Präzision wie nicht verschränkte Ionen, aber in der Hälfte der Zeit. Bei einer Messzeit von nur 250 Millisekunden erreichte die Uhr eine sehr geringe Messunsicherheit. Das ist besonders wichtig für Anwendungen, die schnelle und präzise Zeitmessungen benötigen, wie zum Beispiel Satelliten-Navigationssysteme.

Zukunftsperspektiven

Die Forscher glauben, dass ihre Methode auch auf andere Ionensorten übertragbar ist. Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung noch präziserer Atomuhren. Diese Technik könnte die Zeitmessung in vielen Bereichen revolutionieren und die Genauigkeit weiter verbessern.