Hundertmal zuverlässiger als die bisher genaueste Uhr der Welt, ein Cäsium-Zeitmesser, soll die Ytterbium-Uhr sein, die Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gebaut haben. Ihre Forschungsresultate veröffentlichten sie im Fachmagazin Physical Review Letters.
Wie genau Uhren die Zeit messen, hängt von der Schwingung ihres Taktgebers ab: Bei mechanischen Geräten gibt das Pendel oder die sogenannte Unruh den Takt vor, bei der Quarzuhr übernimmt das der Schwingquarz, der die Frequenz eines Quarzoszillators konstant hält. Am zuverlässigsten funktionierte bisher aber die Atom- oder Primäruhr. Diese regt Cäsiumatome mit der Hilfe von Mirkowellenstrahlung zur Schwingung an. Das funktioniert so gut, dass rund 20 Millionen Jahre verstreichen müssten, bis sie um eine Sekunde falsch geht.
Die neuentwickelte optische Einzelionenuhr toppt das allerdings noch — um das Hundertfache. Sie nutzt statt des Cäsiums das Element Ytterbium. Dessen Atome schwingen auf einer viel höheren Frequenz als die des Cäsiums. Somit liegt die Frequenz nicht mehr im Mikrowellenbereich, sondern schon im Bereich sichtbarer Wellen. Optische Atomuhren können wegen der höheren Frequenz auch eine deutlich höhere Genauigkeit erzielen.
Die Erkenntnisse der deutschen Forscher könnten sogar die Zeit neu definieren — genauer gesagt die Sekunde. Sollte dies der Fall sein, würde sich die Zeiteinheit zu den Einheiten Kilogramm, Ampere, Mol und Kelvin gesellen, die 2018 von dem Internationalen Büro für Gewicht und Maß neu definiert werden sollen.
