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Das Internationale Einheitensystem (SI)

News

Optical atomic clocks are among the most accurate measuring instruments of our time. They are not only used for precise time measurement, but also in satellite navigation and fundamental physics. Researchers at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and Leibniz Universität Hannover (LUH) have now for the first time experimentally realised a method for accelerating measurements with atomic...

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Chronometrische Höhenmessung

In München vergeht die Zeit schneller als in Braunschweig – zumindest physikalisch ist dies nach Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie Fakt. Der Unterschied hat damit zu tun, dass München geografisch höher liegt, und ist mit rund einer Sekunde in einer Million Jahren zwar winzig, lässt sich aber mit optischen Atomuhren sehr genau messen. Derartige chronometrische Höhenmessungen haben ein...

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Verbrennungsstätte am Ganges bei Varanasi

Indiens heiligster Fluss gilt als Verkörperung einer Flussgöttin und wird oft auch so genannt wie sie: Mutter Ganga. Wer darin badet, so glauben Hindus, wird spirituell gereinigt. Für viele Menschen ist der Ganges zudem die einzige Trinkwasserquelle, meist ohne jede Filterung. Dabei ist dieser Fluss einer der am stärksten verschmutzten der Welt. Expertinnen und Experten der...

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Aufbau der optischen Uhr mit Strontium-Ionen

Optische Atomuhren gelten als die Atomuhren der Zukunft. Sie „ticken“ bereits, aber noch ist die Einheit Sekunde durch Cäsium-Atomuhren definiert. Bei ihnen werden Cäsium-Atome durch Mikrowellenstrahlung angeregt, die Atome oder Ionen bei optischen Uhren dagegen durch optische Strahlung. Die häufigeren Schwingungen pro Zeiteinheit von Licht im Vergleich zur Mikrowelle erlauben eine Bestimmung der...

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Optische Strontiumuhr

Quantenuhren können so genau messen, dass sie in Geodäsie und Klimaforschung als empfindliche Sensoren dienen können, um die Oberfläche der Erde genauer zu vermessen oder die Erhöhung des Meeresspiegels aufgrund der Klimaerwärmung zu verstehen. Doch bislang sind diese Uhren sehr aufwendige wissenschaftliche Geräte, die von Atomuhrspezialistinnen und spezialisten betrieben werden müssen. Ein gerade...

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Optische Atomuhr mit hochgeladenen Ionen

Optical atomic clocks are the most accurate measuring instruments ever built and are becoming key tools for basic and applied research, for example to test the constancy of natural constants or for height measurements in geodesy. Now, researchers at the QUEST Institute at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), in collaboration with the Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK) and...

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Glasfaser-Netzwerk

Zwischen Deutschland, England und Frankreich existiert eine Art Autobahn für optische Frequenzen. Das Glasfasernetz dient bisher zum Vergleich von Frequenzen zwischen Metrologieinstituten, etwa aus optischen Atomuhren. Nun haben die Autoren einer Studie unter Beteiligung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), die in der aktuellen Ausgabe von Nature Communications erscheint, gezeigt, wie...

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Laser cooling

Laser beams can do more than just heat things up; they can cool them down too. That is nothing new for physicists who have devoted themselves to precision spectroscopy and the development of optical atomic clocks. But what is new is the extremely low temperature that researchers at the QUEST Institute at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) have been able to reach with their highly...

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Random-Walk-Verfahren

Manipulating individual electrons with the goal of employing quantum effects offers new possibilities and greater precision in electronics. However, these single-electron circuits are governed by the laws of quantum mechanics, meaning that deviations from error-free operation still occur – albeit (in the best possible scenario) only very rarely. Thus, insights into both the physical origin the and...

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Einzelionenfalle der PTB

Optische Atomuhren sollen die ungestörte Frequenz eines atomaren Übergangs realisieren. Konsequente Weiterentwicklungen solcher Atomuhren machen sie zu den genauesten Messinstrumenten, die heutzutage zur Verfügung stehen. Ein Forschungsschwerpunkt bildet dabei die Entwicklung von Verfahren zur genauen Kontrolle oder Eliminierung von Frequenzverschiebungen durch äußere Störeinflüsse. In der...

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