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Das Internationale Einheitensystem (SI)

Nachrichten

Aufbau der transportablen optischen Uhr

In einer europäischen Forschungskooperation, an der Uhrenexperten des National Physical Laboratory (NPL, England), des Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM, Italien) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) beteiligt waren, wurde die transportable optische Strontiumuhr der PTB genutzt, um das Gravitationspotential der Erde zu messen. Die Ergebnisse sind in der Opens external link in new windowaktuellen...

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Versuchsaufbau der optischen Einzelionenuhr der PTB

Optische Atomuhren „ticken“ mit der unvorstellbar hohen Frequenz von Laserlicht - fast 1015 Hertz. Mit geeigneten Messverfahren muss dafür gesorgt werden, dass die Laserfrequenz selbsttätig genau auf die ungestörte Übergangsfrequenz zwischen zwei atomaren Energiezuständen stabilisiert wird. Um Störungen zu vermeiden, befinden sich die Referenzatome im Vakuum in maßgeschneiderten Fallen, sodass sie...

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Laser-Aufbauten der optischen Aluminiumuhr

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist in Deutschland für die Aussendung der gesetzlichen Zeit, etwa für Funkuhren, zuständig. Dazu betreibt sie einige der besten Cäsium-Atomuhren der Welt. Gleichzeitig werden hier schon mehrere Atomuhren der nächsten Generation entwickelt. Diese Uhren basieren nicht mehr auf einem Mikrowellenübergang in dem Element Cäsium, sondern auf anderen Atomen,...

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SI-Grafik (BIPM)

Die Revolution wurde von langer Hand vorbereitet. Von den Metrologen in ihren wissenschaftlichen Laboratorien und von den Wissenschaftsmanagern in ihren Entscheidungsgremien. Und nun ist die Zeit reif, dass manch alte Größe (bzw. die Definition dahinter) abdanken muss, um den neuen, die schon bereit stehen, Platz zu machen. Die Rede ist von Kilogramm und Mol, Ampere und Kelvin. Das höchste...

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Siliziumresonator

So nah an den idealen Laser kam bisher noch keiner: In der Theorie hat ein Laser zwar genau eine einzige Farbe (Frequenz bzw. Wellenlänge). In Wirklichkeit gibt es jedoch immer eine gewisse Linienbreite. Der Laser, den Forscher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) jetzt zusammen mit US-Forschern vom JILA, einem gemeinsamen Institut des amerikanischen National Institute of Standards and...

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Die Boltzmann-Apparatur der PTB (Foto: PTB)

Noch ist das Kelvin buchstäblich auf Wasser gebaut – genauer: auf dem Tripelpunkt von Wasser. Damit ist die Basiseinheit der Temperatur abhängig von einem Material, dessen Eigenschaften schwanken können. Doch das wird sich ändern. Im Herbst 2018 wird das Kelvin, genauso wie alle anderen Einheiten im Internationalen Einheitensystem (SI), auf das feste und unverrückbare Fundament von Naturkonstanten...

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Anhänger mit optischer Atomuhr

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine bestimmte Messgenauigkeit zu erreichen. Damit könnten sie in Zukunft nicht nur die Grundlage für eine neue Definition der SI-Basiseinheit Sekunde liefern, sondern ganz konkret zu besseren Messmöglichkeiten etwa in der Geodäsie führen....

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Halbleiter-Einzelelektronen-Stromquelle

Die Welt der Physik ist im Umbruch: Bis 2018 wollen Wissenschaftler alle physikalischen Basiseinheiten auf ein solides, unveränderliches Fundament stellen – die Naturkonstanten. Die Einheiten Meter und Sekunde sind diesbezüglich schon vor Jahren vorangeprescht, nun sollen Kelvin, Kilogramm, Mol und Ampere folgen. Die Forschungsarbeiten an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) tragen zum...

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Alle Einheiten werden in Zukunft auf der Basis von Naturkonstanten definiert sein. (Grafik: PTB)

Für Kilogramm, Kelvin und Co. brechen neue Zeiten an. Das Internationale Einheitensystem (SI) bekommt eine voraussichtlich „für alle Zeiten und Kulturen“ stabile Grundlage: Naturkonstanten werden in Zukunft das Fundament unseres Maßsystems bilden. Über diese „Kulturrevolution“ berichtet der Präsident der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), Prof. Dr. Joachim Ullrich, in einem öffentlichen...

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Glasfaser-Uhrenvergleich

Optische Atomuhren haben in den letzten Jahren spektakuläre Fortschritte gemacht. Sie sind 100-mal genauer als die besten Cäsium-Atomuhren. Leider ist diese Genauigkeit bisher nur lokal nutzbar, denn die herkömmliche Übertragungstechnik per Satellit verursacht eine zu hohe Frequenzunsicherheit. Ein neuer direkter „Draht“ zwischen Frankreich und Deutschland ändert dies jetzt: Über eine 1400 km...

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