Arbeitsgruppe 4.43

Optische Uhren mit lasergekühlten gespeicherten Ionen

Höhere Genauigkeit und höhere Stabilität sind die Zielsetzung bei der Entwicklung neuer Frequenznormale. Im Vergleich mit der konventionellen Caesiumuhr lässt sich dies erreichen, indem man

• systematische Verschiebungen der beobachteten Resonanzfrequenz gegenüber dem Wert reduziert, den man im idealen Fall ungestörter Atome erwarten würde,
  
  
• das Verhältnis Übergangsfrequenz dividiert durch Resonanzbreite, die sogenannte Liniengüte, erhöht.

Beide Ziele können leichter erreicht werden, wenn die Bewegungsenergie der als Referenz dienenden Atome vermindert wird. Hierfür wird die Technik des Laserkühlens verwendet.

Man erwartet, dass atomare Frequenznormale mit einem Referenzübergang im optischen Spektralbereich (10 ... 1000 THz) Genauigkeiten erreichen können, die diejenige der heutigen Mikrowellen-Frequenznormale um mehrere Größenordnungen übersteigt.