Techniklexikon

Zeitstandard

Atom- und Molekülphysik, System zur Realisierung der Basiseinheit Sekunde. Die Definition der Sekunde wurde bis 1956 aus der Rotation der Erde um ihre Achse abgeleitet. Seit 1967 wurde die Definition auf atomphysikalische Grössen umgestellt. Sie ist heute definiert durch den Kehrwert der Schwingungsfrequenz des Übergangs zwischen den Zuständen 6S_1/2, F = 3 und 6S_1/2, F = 4 (Hyperfeinstruktur) des Cäsium-Isotops ¹³³Cs. Diese Frequenz wurde als 9 192 631 770 Hz definiert und wird mit Hilfe der Atomuhr gemessen. In Deutschland ist die Physikalisch-Technische Bundesanstalt für die Verbreitung dieser Zeitskala zuständig. Sie betreibt vier primäre Zeitstandards auf der Grundlage der Cs-Atomuhr. Die genaueste dieser Uhren weist eine relative Ungenauigkeit von ca. 2 × 10^-14 auf. Dies entspricht einer Unsicherheit von einer Sekunde in ca. 2 Millionen Jahren. Damit ist die Sekunde diejenige Basiseinheit mit der geringsten Unsicherheit. Trotzdem gibt es Bestrebungen, diese Unsicherheit zu verringern, z.B. durch die Verwendung lasergekühlter atomarer Springbrunnen.