Cambridge . Atomuhren bestimmen nicht nur den Zeittakt der Welt, sie helfen auch dabei, Autos, Züge, Schiffe und Flugzeuge zu lotsen – als zentraler Bestandteil des globalen Satellitennavigationssystems GPS und des Nachfolgesystems Galileo. Die Präzision der Navigation hängt nämlich von der Genauigkeit der Zeitsignale ab, mit denen die Satelliten ihren Standort durchgeben.

US-Physiker haben nun eine weltumspannende Kette von Atomuhren vorgeschlagen, die quantenphysikalisch gekoppelt sind. Dieses Netzwerk könnte eine weltweite Standardzeit liefern, die für Anwendungen wie Navigation, Forschung aber auch internationale Finanzmärkte von Nutzen sein könnte, schreiben Mikhail Lukin von der Universität Harvard und seine Kollegen im Journal „Nature Physics“.

Optische Atomuhren gehören gegenwärtig zu den genauesten Zeitmessern. Doch auch diese besitzen winzige Abweichungen. Ihre Genauigkeit ließe sich verbessern, wenn ein Teil der Atome jeder Uhr in einem weltweiten Netzwerk mit Atomen anderer Uhren quantenmechanisch verschränkt würde, schreiben die Physiker. Auf diese Weise stabilisieren sich die Uhren gegenseitig. Zugleich wäre ein solches Netzwerk quantenphysikalisch geschützt vor Ausfällen und externen Angriffen, sodass selbst bei Nicht-Funktionieren einer Uhr die Zeitmessung nicht beeinträchtigt würde. Verteilt über ein System von Satelliten ließe sich so eine hochpräzise Weltuhr aufbauen, so die Forscher.

Im Prinzip besteht jede Uhr aus zwei Teilen: dem Taktgeber und dem Zählwerk. Als Taktgeber fungieren etwa bei der Automatikuhr ein Gangregler (Unruh) und bei der Quarzuhr ein sogenannter Oszillator. Die Frequenz des Takts wird durch ein Zählwerk gemessen. Das Besondere bei einer Atomuhr ist, dass Atome den Takt angeben, genauer: die Elektronen in der Hülle der Atome.

Mehr zur Funktion von Atomuhren: www.abendblatt.de/atomuhren