Atomuhrenvergleich über die Datenautobahn

Optische Atomuhren messen die Zeit mit überragender Genauigkeit. Doch erst die Möglichkeit, sie mit anderen Uhren zu vergleichen, macht sie einsatzbereit für hochpräzise Tests fundamentaler Theorien, von der Kosmologie bis hin zur Quantenphysik. Ein Uhrenvergleich, d. h. ein Vergleich der optischen Frequenzen, gestaltet sich bislang jedoch sehr schwierig, denn die weltweit wenigen Exemplare sind sehr komplex aufgebaut und lassen sich nur mit größtem Aufwand transportieren. Ein Team von Wissenschaftlern der PTB in Braunschweig und der Abteilung Laserspektroskopie am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching hat jetzt gezeigt, dass sich optische Frequenzen mit hoher Stabilität über herkömmliche Telekommunikations-Glasfaserstrecken übertragen lassen, selbst über ein 920 Kilometer langes, unterirdisch verlegtes Kabel, das Labore an beiden Instituten verbindet (Science, 27. April 2012). Damit besteht jetzt prinzipiell die Möglichkeit, optische Uhren über große Distanzen miteinander zu vergleichen bzw. ihre Genauigkeit auch in weit entfernten Laboren für Präzisionsmessungen zu nutzen. Profitieren wird davon zunächst die Grundlagenforschung, etwa bei der präzisen Bestimmung der Naturkonstanten, der Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein oder von Vorhersagen der Quantenelektrodynamik. mehr...