WISSENSCHAFTLER in China haben eine Uhr erfunden, die die Zeit, wie wir sie kennen, verändern könnte.
Die klugen Forscher bauten eine optische Uhr, die alle 7 Milliarden Jahre eine Sekunde vor- oder zurückgeht.
Dies bringt den Menschen der Neudefinition der Sekunde als grundlegende Zeiteinheit näher.
Diese unglaubliche Leistung macht China zum zweiten Land der Welt, das eine solch genaue Zeitmessung erreicht hat.
Das schrieb das Team unter der Leitung des Physikers Pan Jianwei Anfang des Monats in der Fachzeitschrift Metrologia.
Sie sagten, das Gerät ebne den Weg für den Aufbau eines globalen optischen Uhrennetzwerks.
Sie fügten hinzu, dass es auch neue Möglichkeiten eröffnet, grundlegende physikalische Theorien zu testen, Gravitationswellen zu erkennen und nach dunkler Materie zu suchen.
Der aktuelle Rekordhalter für die präziseste optische Uhr auf Strontiumbasis ist an der University of Colorado in Boulder ansässig.
Es wurde von einer Gruppe um den chinesisch-amerikanischen Physiker Jun Ye entwickelt.
Es bleibt etwas genauer als sein chinesischer Konkurrent und sein Betrieb ist stabiler.
Andere Spieler in der Wettrennen Dazu gehören die Universität Tokio und das Institut für physikalische und chemische Forschung in Japan sowie das Nationale Metrologieinstitut in Deutschland.
Optische Uhren bergen großes Potenzial für zukünftige Anwendungen in kritischen Infrastrukturen.
Sie könnten die Präzision globaler Navigationssatellitensysteme erheblich verbessern und zum Aufbau hochsicherer Kommunikationsnetze auf der Grundlage der Quantenschlüsselverteilung beitragen.
Sie könnten auch die Synchronisierung und Effizienz verbessern Leistung Netze und spielen laut Aussage sogar eine wichtige Rolle in der Landesverteidigung und Sicherheit Süd China morgen Post.
Heutzutage basiert die Definition einer Sekunde auf einer Art Atomuhr, der sogenannten Mikrowellen-Fontänenuhr.
Es funktioniert, indem es Cäsiumatome nach oben abgibt, die dann unter der Schwerkraft in einer brunnenartigen Bewegung herabsinken und dabei mit Mikrowellenpulsen angeregt werden.
Ihre Elektronen absorbieren und emittieren dann Lichtteilchen, um zwischen verschiedenen Energieniveaus zu springen.
Indem Wissenschaftler solche Zyklen als „Ticks“ zählen, die Bruchteile einer Sekunde markieren, können sie eine hochpräzise Zeitmessung mit Stabilitäten von mehreren Billiardsteln erreichen.
Die Präzision einer Mikrowellenuhr wird jedoch durch den Mikrowellenfrequenzstandard begrenzt.
In den letzten Jahren haben Forscher optische Uhren gebaut, die Laserlicht nutzen, um elektronische Übergänge anzutreiben und eine um zwei Größenordnungen bessere Leistung als ihre Gegenstücke im Mikrowellenbereich zu erreichen.
Wenn Mikrowellenuhren jedoch für die künftige Zeitbestimmung durch optische ersetzt werden sollen, müssen mindestens drei Labore auf der Welt über eine optische Uhr mit einer Stabilität unter 5 Trillionstel und einer Unsicherheit unter 2 Trillionstel verfügen.
Sie sind die beiden Schlüsselvariablen für die Leistung und Zuverlässigkeit einer optischen Uhr.
Die Instabilität misst, wie stark sich die Frequenz der Uhr im Laufe der Zeit ändert, während die Unsicherheit den Grad des Vertrauens in die von der Uhr gemessene Frequenz darstellt.