Neueste Durchbrüche in der Zeitmesstechnologie könnten die Sekunde, eine Maßeinheit, die für das moderne Leben, einschließlich GPS und Kommunikationssysteme, entscheidend ist, neu definieren. Im September 2024 erzielten Forscher in den Vereinigten Staaten einen bedeutenden Meilenstein, indem sie eine Nuklearuhr auf Basis von Thorium-229 entwickelten, die Übergänge im Atomkern misst.
Traditionell wird die Sekunde seit 1967 durch die Übergänge von Cäsium-133-Atomen definiert, die 9.192.631.770 Mal pro Sekunde stattfinden. Die neu entwickelte Nuklearuhr verspricht jedoch eine Frequenz, die etwa eine Million Mal höher ist als die von Cäsium. Dieser Sprung in der Präzision könnte die GPS-Genauigkeit verbessern und es Wissenschaftlern ermöglichen, extrem schnelle Prozesse mit beispielloser Detailgenauigkeit zu untersuchen.
Der Weg zu diesem Fortschritt erforderte das Überwinden erheblicher technologischer Hürden, insbesondere bei der Schaffung von Frequenzkämmen, die in der Lage sind, die schnellen Übergänge im Kern von Thorium mit ultraviolettem Licht zu messen. Diese Innovation ebnet nicht nur den Weg für eine genauere Zeitmessung, sondern hat auch potenzielle Auswirkungen auf grundlegende Theorien der Physik, wie die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik.
Während die Suche nach Präzision fortgesetzt wird, könnte die Ära der Cäsium-Sekunde bald zu Ende gehen und eine neue Ära der Zeitmessung einleiten, die verschiedene wissenschaftliche und technologische Bereiche transformieren könnte.