Physik: Der Tanz der Pendel

(Foto: Jörg Buschmann)

Zwei mechanische Uhren, die an der gleichen Wand befestigt sind, synchronisieren ihr Ticken.

Das Problem ist 350 Jahre alt und beschäftigt Physiker noch immer: Warum synchronisiert sich das Schwingen zweier Uhr-Pendel, wenn sie an einer gemeinsamen Wand hängen? Christiaan Huygens, der Erfinder der Pendeluhr, hatte das Phänomen im Jahr 1665 bemerkt, als er einen Doppel-Chronometer für die Schifffahrt konstruierte. Ganz egal, in welchem Verhältnis die beiden Pendel am Anfang standen, nach kurzer Zeit schwangen sie in Gegenphase: aufeinander zu und voneinander weg, wie im Tanz. Zwei Wissenschaftler aus Lissabon haben den Versuch nun nachgestellt. Die beiden Uhren hingen an einer starren Aluminiumschiene, die an die Wand gedübelt war. Bewegen konnte sich da nichts, allerdings liefen Schallwellen durch die gemeinsame Aufhängung. Nach Aussage der Forscher bremsten und beschleunigten sich die Uhren auf diesem Weg gegenseitig, bis sie in Gegenphase schwangen. Manchmal ging diese Synchronisation auch wieder verloren, dann tickte eine Uhr so lange etwas schneller, bis sie eine Hin-und-her-Bewegung der anderen übersprungen und wieder den stabilen Zustand der Gegenphase erreicht hatte (Scientific Reports, online). Die beiden Forscher erweitern damit eine Studie von Kollegen aus Atlanta von 2002. Diese hatten die Variante untersucht, bei der die Aufhängung der beiden Uhren beweglich ist. Die Uhren wirkten so über Vibrationen des Gestells aufeinander ein. In dem Fall kam es auf Details der Aufhängung an, ob sich die stabile Gegenphase einstellte.