Wien und Peking schreiben Wissenschaftsgeschichte – mit einer Uhr, die selbst die Zeit neu definieren könnte.
Ein wissenschaftlicher Meilenstein: In Wien und Peking sind Atomkern-Uhren erstmals erfolgreich in Betrieb genommen worden.
Physiker der Technischen Universität Wien und der Tsinghua-Universität Peking haben die Entwicklung von Atomkern-Uhren revolutionär vorangetrieben. Beide Forschergruppen publizierten am 6. Oktober zeitgleich in „Nature“ ihre bahnbrechenden Ergebnisse zur Inbetriebnahme dieser neuartigen Uhren. Auf Grundlage des Thorium-Isotops 229Th versprechen diese Uhren eine so hohe Präzision, dass sie nur eine Sekunde in 30 Millionen Jahren abweichen könnten.
Technologische Grundlagen
Im Gegensatz zu den bisherigen Atomuhren, die auf Elektronenbewegungen basieren, nutzen Atomkern-Uhren die Energieniveaus von Atomkernen. Im Fall des Thorium-Isotops beträgt der Abstand der Energiezustände lediglich 148 Nanometer, was perfekt für UV-Laser geeignet ist. Die technologische Basis in Wien profitiert von der jahrelangen Erfahrung mit Kalziumfluorid-Kristallen, während Peking einen „sehr innovativen Laser“ für ihre Uhren verwendet, so Thorsten Schumm, Physiker an der TU Wien.
Dunkle Materie
Atomkern-Uhren könnten bald eine entscheidende Rolle in der Forschung zur Dunklen Materie spielen. Laut der Publikation von Schumms Team könnten diese Uhren helfen, die Existenz von theoretischen Teilchen namens Skalarbosonen nachzuweisen.
Diese Teilchen sind potenzielle Bausteine der Dunklen Materie, und die Atomkern-Uhren könnten Veränderungen in deren Energielevels erfassen.
