Eine auf Quanteneffekten basierende Rekorduhr

Der neue Präzisionsrekord für Atomuhren gehört einem Team von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology, die eine auf dem Phänomen der Quantenverschränkung basierende Methode verwendet haben, um ein supergenaues Gerät zu schaffen. Die Leistung und Arbeit wird in einem Artikel beschrieben, der in "Nature" veröffentlicht wurde.

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Um eine neue Atomuhr zu konstruieren, haben die Wissenschaftler rund 350 Atome Ytterbium verschränkt. Die Frequenz der Schwingung dieses Elements ist identisch mit der des sichtbaren Lichts. Seine Atome schwingen hunderttausendmal schneller pro Sekunde als die Atome von Cäsium, das heute am häufigsten zum Bau von Atomuhren verwendet wird. Die Überwachung dieser Schwingungen mit höherer Genauigkeit ermöglichte es den Wissenschaftlern, viel kürzere Zeitintervalle als bei bekannten Konstruktionen zu bestimmen, wodurch die Uhr präziser wurde.

Für die Arbeit der Uhr muss das aus Atomen bestehende Gas gekühlt und im optischen Spalt zwischen zwei Spiegeln eingefangen werden. Ein Laserstrahl, der in die Spiegel gefeuert wird, erzeugt einen Ping-Pong-Effekt, trifft die Atome und erzeugt eine Quantenverschränkung zwischen ihnen. Ein anderer Laser wurde verwendet, um die durchschnittliche Frequenz der Schwingungen zu messen.