Ultrapräzise Zeitsignale

Physiker und Geodäten der Universität Bonn sind am groß angelegten Forschungsprojekt „Clock Optical Network Services – Design Study“ (CLONETS-DS) beteiligt. Es geht um eine Designstudie für ein zukünftiges Netzwerk zur Verteilung hochgenauer optischer Frequenzen und Zeitsignale.

Die ultrapräzisen Signale sollen zum Beispiel eine verbesserte Synchronisierung von Messstationen etwa für die Astronomie und die Beobachtung des Klimawandels ermöglichen. Zukünftig sollen der Wissenschaft ultrapräzise Zeit- und Frequenzinformationen durch eine gemeinsame europäische Forschungsinfrastruktur bereitgestellt werden. Bereits jetzt wird Laserlicht über ausgewählte Glasfaserverbindungen quer durch Europa geschickt, in Zukunft soll die Frequenz dieses Lichtes durch mehrere Atomuhren aber auf 18 Stellen nach dem Komma genau festgelegt werden. Nutzer könnten dann – ähnlich wie bei der Schwingung einer Pendeluhr – daraus eine Zeitskala ableiten, die überall in Europa exakt genau gleich ist und zur Synchronisierung von lokalen Atomuhren dient.

Eine noch exaktere Zeitbestimmung würde zum Beispiel für eine höhere Genauigkeit bei Navigationssystemen sorgen. „Sie wäre, bei Ausnutzung relativistischer Effekte, auch für die Vermessung des Erdgravitationsfeldes und die Erfassung des Klimawandels – abschmelzende Gletscher und steigende Meeresspiegel – sowie für die Radioastronomie wichtig“, sagt Prof. Kusche.

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Hochgenaue Atomuhren speisen Laserlicht in ein Glasfaser-Netzwerk ein: So werden große europäische Forschungszentren miteinander verbunden und mit präzisen Zeit- und Frequenzsignalen versorgt.
© Stefan Schröder/Uni Bonn