US-Forscher haben eine Atomuhr von bislang unerreichter Präzision gebaut. Die Ytterbium-Uhr am National Institute of Standards and Technology tickt so gleichmäßig, dass ihre einzelnen Pendelschläge im Schnitt nur ein billiardstel Promille voneinander abweichen, wie die Entwickler um Andrew Ludlow im US-Fachjournal Science berichten. Das ist so stabil, dass zwei solcher Uhren über das gesamte Alter des Universums in perfektem Gleichschritt ticken würden.
Die Ytterbium-Uhr ist damit mindestens zehnmal stabiler als alle anderen Atomuhren, die etwa für Telekommunikation und Navigation auch im Alltag eine wichtige Rolle spielen. "Die Stabilität der Ytterbium-Gitter-Uhr öffnet die Tür zu einer Reihe spannender praktischer Anwendungen der Präzisionszeitmessung", betonte Ludlow in einer Mitteilung seines Instituts in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. Unter anderem biete dies neue Möglichkeiten in der Satelliten- und erdgestützten Navigation, für astronomische Teleskope und für die Erdvermessung, schreiben die Forscher in Science.
Die Wissenschaftler arbeiten seit zehn Jahren an der Uhr, die ultrakalte Atome der seltenen Erde Ytterbium als Taktgeber nutzt. Rund 10.000 dieser Atome werden dazu auf zehn millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt der Temperatur (minus 273,15 Grad Celsius) gekühlt und in einem sogenannten optischen Gitter aus Laserlicht eingefangen. Mit einem weiteren Laser werden die Atome angeregt, charakteristische Strahlung auszusenden, die gemessen wird.
Um zu untersuchen, wie stabil die Ytterbium-Uhr tickt, kam eine kürzlich gebaute zweite Version zum Einsatz, wie das Institut erläutert. Beide Uhren wurden dann miteinander verglichen. Die absolute Genauigkeit der Ytterbium-Uhr, also wie akkurat sie die Zeit misst, haben die Konstrukteure noch nicht bestimmt. In der vorliegenden Untersuchung ging es zunächst um die Gleichmäßigkeit ihrer Pendelschläge. Eine Messung der Genauigkeit soll jedoch "in naher Zukunft" folgen, schreibt das Institut.