Optische Atomuhren und ihre Anwendungen
Prof. Dr. Fritz Riehle (Abteilung Optik, Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig)

Optische Atomuhren übertreffen jetzt hinsichtlich Frequenzstabilität und Genauigkeit die besten Caesium-Atomuhren, die die Zeiteinheit im internationalen Einheitensystem darstellen. In optischen Atomuhren werden als „Pendel“ superschmale optische Übergänge in Atomen oder Ionen mit einem Laser abgefragt. Dessen optische Frequenz wird in einem „Uhrwerk“, bei dem mit einem Femtosekundenlaser ein optischer Frequenzkamm erzeugt wird, heruntergeteilt, gezählt und liefert so die Sekundenimpulse. Der gegenwärtige und zukünftig erreichbare Stand der optischen Atomuhren wird vorgestellt. Dabei werden die mit der neuen Qualität optischer Atomuhren verbundenen Herausforderungen, wie eine zukünftige Neudefinition der Sekunde oder der erforderliche Vergleich der Uhren mit relativen Unsicherheiten im 10-18 - Bereich besprochen. Der Vortrag schließt mit Beispielen von Präzisionsmessungen aus Grundlagenforschung und Technologie, die nur mit den neuen optischen Uhren möglich werden.