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Neue primäre Caesium-Fontänenuhr PTB-CSF2

03.02.2010

Durch die erste vollständige Evaluierung der systematischen Unsicherheitsbeiträge der Caesium-Fontänenuhr CSF2 stehen der PTB nun mit den beiden Fontänenuhren CSF1 und CSF2 zwei primäre Caesium-Uhren der neuesten Generation zur Verfügung. Die Evaluierung von CSF2 ergibt eine gegenwärtige systematische Unsicherheit von 0,8 x 10-15 bei einer Frequenzinstabilität von 2,5 x 10-13 (τ/s)-1/2. Damit gelang gleich bei der ersten Evaluierung ein Vorstoß in die Spitzengruppe der primären Caesium-Fontänenuhren mit systematischen Unsicherheiten unterhalb von 1 x 10-15.

Eine detaillierte Beschreibung der Unsicherheitsabschätzung von CSF2 und der erzielten Ergebnisse wurde zur Veröffentlichung eingereicht [1]. Gleichzeitig wurden die Ergebnisse der ersten vier CSF2-Messungen des Skalenmaßes Sekunde der internationalen Atomzeit TAI an das Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) übermittelt. Die vier Messperioden erstreckten sich über 10, 2 x 15 und 20 Tage, wobei reale Messzeiten von typischerweise 99% erreicht wurden. Damit gehört CSF2 bereits jetzt neben CSF1 weltweit zu den zuverlässigsten primären Caesium-Fontänenuhren. Die Ergebnisse der Messungen sind zusammen mit den Resultaten anderer Fontänenuhren in der Abbildung dargestellt.

Relative Differenzen der mit CSF2 und anderen primären Caesium-Fontänenuhren realisierten Sekunden gegenüber dem Skalenmaß Sekunde der internationalen Atomzeit TAI im Zeitraum Juli 2008 bis August 2009. Für die Abszisse wurde das Modifizierte Julianische Datum (MJD) verwendet.

Nach Billigung der CSF2-Evaluierung durch die international besetzte Working Group on Primary Frequency Standards werden die CSF2-Messergebnisse vom BIPM zur Steuerung von TAI herangezogen werden, womit eine Hauptaufgabe primärer Atomuhren erfüllt wird. Arbeiten zur weiteren Verbesserung der systematischen Unsicherheit und der Frequenzinstabilität haben bereits begonnen.

Literatur:

 [1]       V. Gerginov, N. Nemitz, S. Weyers, R. Schröder, D. Griebsch, R. Wynands, Uncertainty evaluation of the caesium fountain clock PTB-CSF2, eingereicht zur Veröffentlichung bei Metrologia (2009)