Atomuhren

Sehr präzise Uhren können gebaut werden, indem ein elektronischer Oszillator an die Frequenz eines atomaren Übergängs angepasst wird. Die mit solchen Übergängen verbundene Frequenz sind so reproduzierbar, dass die Definition der Sekunde heutzutage über die Frequenz eines Cäsium-133 Übergangs geschieht:

1 Sekunde = 9,192, 631,770 Perioden des Standard Cs-133 Übergangs

Die meistgenutzten Atomuhren der letzten Jahre sind die Cäsium-Atomuhr und die Rubidiumuhr. Diese Uhren haben die nötige Genauigkeit um die Allgemeine Relativitätstheorie zu testen und Variationen der Frequenzen von Pulsaren aufzuspüren. Atomuhren sind Bestandteil des Globalen Positionierungssystems (GPS) , da extreme Genauigkeit der Zeitmessung für die Triangulation benötigt wird.

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Quellen
Kleppner
 
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Cäsium Atomuhr

Die aktuelle Zeitnormale in den Vereinigten Staaten kommt von der atomaren Cäsiumfrequenz aus dem "National Institute of Standards and Technology" in Boulder, Colorado. 1967 wurde die Standardsekunde basierend auf einem Übergang des Cs-133 Atoms übernommen:


1 Sekunde = 9,192, 631,770 Perioden des Standard Cs-133 Übergangs

Die Frequenz dieser Atomuhr liegt im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums und ist nützlich zur Arretierung von Mikrowellenoszillatoren. Cäsiumuhren haben eine Störanfälligkeit von 1:10^13, oder eine Abweichung von 1 Sekunde in 300.000 Jahren.

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Rubidium Atomuhren

Die meistgenutzten Atomuhren der letzten Jahre sind die Cäsium-Atomuhr und die Rubidiumuhr. Bei beiden wird ein elektronischer Oszillator an den atomaren Übergang angepasst. Die Rubidiumuhr hat den Vorteil, dass sie transportabel ist - mit einer Genauigkeit von 1:10^12 in einem tragbarem Gerät. Dadurch wurde es möglich zwei Cäsiumuhren zu synchronisieren, indem das tragbare Gerät von einer Uhr zur anderen getragen wird.

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