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Panoramablick in die Uhrenhalle der PTB mit den vier Caesiumuhren CS1, CS2, CSF1 und CSF2.

Was ist eine Sekunde?

Klingt zunächst ganz einfach zu beantworten: Eine Sekunde ist natürlich der 60. Teil einer Minute, und die ist der 60. Teil einer Stunde, und die ist der 24. Teil eines Tages, der Dauer einer Drehung der Erde um ihre Achse.

Aber den Physikern reicht das nicht. Für sie ist der Tag kein gutes Maß für die Zeiteinheit, weil sich die Erde gar nicht so gleichmäßig dreht, wie man meint. Die Dauer des "mittleren Sonnentages" wird über die Jahrhunderte betrachtet immer länger; dem sind zusätzlich periodische (jahreszeitliche) und nicht-periodische Schwankungen überlagert.

Deshalb hat man 1967 der Sekunde - als einer der Basiseinheiten im internationalen Einheitensystem SI - eine atomphysikalische Definition gegeben:

"Die Sekunde ist das  9 192 631 770-fache  der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids Cs-133 entsprechenden Strahlung."

Die 26. Internationale Konferenz für Maß und Gewicht hat 2018 die Definition einiger Einheiten wie auch den Wortlaut ansonsten unveränderter Definitionen geändert. Die hier wiedergegebene Definition ist aus der Richtlinie 2019/1258 der Europäischen Kommission übernommen. Diese ist eine offizielle deutsche Übersetzung der Neudefinitionen aus der 9. Auflage der SI-Broschüre des Internationalen Büros für Maße und Gewichte (BIPM). Die Definitionen traten am 20. Mai 2019 in Kraft, dem Datum des alljährlichen Welt-Metrologie-Tags.

„Die Sekunde, Einheitenzeichen s, ist die SI-Einheit der Zeit. Sie ist definiert, indem für die Cäsium-frequenz Δν, der Frequenz des ungestörten Hyperfeinübergangs des Grundzustands des Cäsiumatoms 133, der Zahlenwert 9 192 631 770 festgelegt wird, ausgedrückt in der Einheit Hz, die gleich s−1 ist.“

Auch diese Sekunde entspricht annähernd dem  86 400.  Teil des mittleren Sonnentages. Aber mit Hilfe von Atomuhren kann jede Sekunde genau gleich lang realisiert werden - viel genauer als zuvor.

Mehr zum neuen SI und zu den sieben Basiseinheiten finden Sie unter „Opens internal link in current windowForschung zum neuen SI