Optische Atomuhr: langer Blick auf die gefangenen Atome

Nächster Schritt in Richtung auf die Atomuhr der Zukunft

	Absorptionsbilder in Falschfarbendarstellung von Strontiumatomen als Funktion der Zeit nach Abschalten der magnetooptischen Falle. Die nicht gespeicherten Atome fallen nach unten, die im Gitter gespeicherten Atome sind in der Linie enthalten. PTB

Optische Uhren könnten die Atomuhren der Zukunft werden. Ihr "Pendel", also der regelmäßige Schwingungsvorgang, den jede Uhr braucht, ist eine Schwingung im Bereich sichtbaren Lichts. Weil dessen Frequenz höher ist als bei den Mikrowellenschwingungen der Cäsium-Atomuhren, erwarten Physiker noch einmal eine Steigerung in der Genauigkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit. Bei einer der Kandidatinnen für eine optische Uhr, die in der PTB entwickelt wird, werden Strontiumatome im Interferenzmuster zweier Laserstrahlen festgehalten. In diesem so genannten "optischen Gitter" kann dann das atomare "Pendel", d.h. die Absorptionsfrequenz der Atome, sehr genau gemessen werden. Für diese optische Gitteruhr wurde jetzt das Laden kalter Atome in ein optisches Gitter soweit optimiert, dass innerhalb von 150 Millisekunden ca. 106 Strontiumatome bei einer Temperatur von wenigen Mikrokelvin in das Gitter geladen werden. Die Atome bleiben dort über eine Sekunde lang gespeichert und stehen für eine Präzisionsmessung der optischen Frequenz zur Verfügung. Dieser Wert würde für die Neudefinition der SI-Basiseinheit Sekunde dienen, wenn weitere Untersuchungen und internationale Vergleiche zeigen, dass diese Frequenz genau genug bestimmbar ist.

Die Forschungsnachricht auf den Internetseiten der Abteilung
http://www.ptb.de/de/aktuelles/archiv/nachrichten/2008/_strontium-uhr.html


Ansprechpartner:
Dr. Uwe Sterr, PTB-Arbeitsgruppe 4.32 Quantenoptik mit kalten Atomen, Tel. 0531-592 4312,
E-Mail:uwe.sterr@ptb.de