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Atomuhr

Atomuhr

Eine Atomuhr basiert auf der Frequenz der Schwingung zwischen zwei Energiezuständen bestimmter Atome oder Moleküle. Diese Schwingungen werden von äußeren Kräften nicht beeinflusst.

Die Funktion der Cäsiumuhr, mit der die grundlegende Zeiteinheit im Internationalen Einheitensystem definiert wird, basiert auf der Messung der Frequenz der Strahlung, die von einem Cäsiumatom beim Übergang von einem Zustand mit niedrigerer Energie zu einem solchen absorbiert wird größer

Die erste Atomuhr wurde 1948 hergestellt. Der Vater dieses neuen Geräts war der Amerikaner Willard Frank Libby, der zwei Jahre brauchte, um seine Ideen in ein praktisches Modell umzusetzen.

Die verdampften Cäsiumatome schwingen mit sehr hoher Frequenz. Eine andere Hochfrequenz wird induziert, um ein Resonanzphänomen in Atomen zu induzieren, die einen sehr genauen Wert von 9.192.631.770 Hertz oder Schwingungen pro Sekunde haben. Diese Frequenz wird gemessen, indem sie auf ein einziges Hertz reduziert wird. Diese Frequenz ist perfekt für eine Uhr geeignet, die alle 300.000 Jahre einen Fehler von ungefähr einer Sekunde aufweist.

Im Jahr 1967 wurden die Schwingungen des Cäsiumatoms, eine absolute Größe, als Referenz für die Definition des zweiten Atoms herangezogen, im Gegensatz zu den zuvor verwendeten. Konkret besagt diese Definition, dass eine Sekunde das 9.192.631.770-fache der Strahlungsperiode beträgt, die dem Sprung zwischen den beiden Ebenen der Hyperfeinstruktur des Grundzustands der Atome des Kerns Cäsium 133 entspricht.

Bei der Suche nach einer genaueren Zeit mit neuen elektronischen Verfeinerungen und der Nutzung der Möglichkeiten, die die Physik bietet, wurde jedoch noch ein Stückchen weitergearbeitet. So wurde 1969 aus den Schwingungen des Ammoniakatoms alle 1,7 Millionen Jahre eine Uhr mit einer Fehlerrate von nur einer Sekunde hergestellt.

Die Verbreitung dieser fortschrittlichen Uhren hat den Alltag stark beeinflusst, da nach verschiedenen internationalen Vereinbarungen Daten von Atomuhren auf der ganzen Welt übertragen werden. Auf diese Weise werden sie von der Sendezeit von Rundfunk- und Fernsehsendern auf der ganzen Welt über die Frequenz der elektrischen Energie bis hin zu Flugnavigation, Satellitensteuerung usw. geregelt.


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Video: Der Herr der Atomuhr: Dieser Mann ist für die Zeitumstellung zuständig! Galileo. ProSieben (Dezember 2021).