Die Atomzeit

Seit Ende der 60er Jahre des vergangenen Jahrhunderts nutzt man Atomuhren zur hochpräzisen Zeitmessung. Was ist der Vorteil dieser Uhren gegenüber der Zeitmessung anhand der Sterne?

Die Sterne nutzt man ja eigentlich mehr zum Stellen der Uhren anstatt als Uhr im täglichen Gebrauch. Mechanische Uhren haben nur eine begrenzte Ganggenauigkeit, also hat man diese mit den Sternzeitmessungen der Astronomen immer wieder auf die korrekte Uhrzeit eingestellt. Die Erfindung der elektronischen Uhren mit Schwingquarzen (ein Schwingquarz ist eigentlich auch ein mechanisches Pendel, nur kann man dort leicht die Schwingungen elektronisch ablesen) hat die Ganggenauigkeit deutlich verbessert, so dass diese für den alltäglichen Gebrauch nun ausreichen.

Ein Blick in die Strontium-Atomuhr der Universität von Colorado

Bei den Atomuhren wird eine sehr genau vorgegebene Schwingung eines Cäsium-Atoms gemessen. Diese Messung erfolgt einfach durch Abzählen der Anzahl der Schwingungen in einer vorgegeben Zeit. Elektronisch kann man heute so schnell abzählen, so dass damit eine Sekunde auf 13 Stellen genau bestimmt werden kann, ganz moderne Strontium-Atomuhren schaffen sogar 17 Stellen! Könnte man so eine Uhr lang genug betreiben, dann erhält man einen Fehler von einer Sekunde in etwa 10 Mrd Jahren.

Weltweit werden in vielen Laboren solche Uhren betrieben. Alle melden ihre Daten dem Internationalen Büro für Maße und Gewichte in Paris und dort wird daraus die Zeit ermittelt. Über Funksignale kann jeder eigene Uhren mit dieser Zeit synchronisieren. Seit 1972 wird die Zeit auf der Erde auf diese Weise festgelegt.

Sind die Zeitmessungen der Astronomen damit nun überflüssig geworden? Aber nein! Denn unsere Uhrzeit widerspiegelt ja die Drehung der Erde. Und die Erde tickt nicht so gleichmäßig, wie man es mit den Atomuhren messen kann, gelegentlich muss man die Uhren anhalten!