DARPA: Forscher sollen optische Atomuhren zum Mitnehmen entwickeln

Es ist gerade einmal 250 Jahre her, dass die ersten transportablen Uhren entwickelt wurden - für die Seefahrt war dies eine Revolution. Jetzt ist man auf der Suche nach Zeitmessern zum Mitnehmen, die die Zeit auf Sekundenbruchteile genau angeben können. Damals ging es darum, eine möglichst exakte Bestimmung des Längengrades hinzubekommen. Denn im Unterschied zum Breitengrad konnte man diesen nur berechnen, wenn man die Differenz zwischen Sonnenzeit und Schiffszeit möglichst genau bestimmen konnte. Und auch bei den heutigen Anforderungen an die Zeitmessung stellt die Standort-Bestimmung einmal mehr den Schwerpunkt dar.

Die US-Behörde DARPA, von der Forschungsprojekte gefördert werden, die für das US-Militär wichtig sein könnten, bietet nun die Finanzierung von Forschungsvorhaben an, die zu portablen optischen Atomuhren führen könnten. Bisher sind solche Systeme für die Zeitmessung, die mindestens auf Milliardstel Teile von Sekunden genau gehen, eher aus stationärer Technik gebaut, die in Laboren einigen Platz einnehmen. Denn sie beruhen darauf, einzelne Atome in einem Magnetfeld festzuhalten und deren Schwingungen zu messen.

Mehr Präzision

Wenn es aber um eine wirklich exakte Standortbestimmung geht, hätte man solch genaue Uhren auch gern in der Nähe der fraglichen Position. Bisher arbeiten beispielsweise GPS-Systeme so, dass sie ihre internen Uhren bei einer sich bietenden Gelegenheit synchronisieren und sich dann darauf verlassen, dass sie über einen bestimmen Zeitraum kaum falsch gehen. Allerdings bedeutet eine Abweichung um wenige milliardstel Sekunden hier bereits eine Abweichung der genauen Position um einen Meter oder mehr - und das kann bei Zielsuch-Systemen von militärischen Waffensystemen bereits zu gravierenden Folgen führen.

Im Zuge des Robust Optical Clock Network (ROCkN)-Programms lobt die DARPA daher nun Finanzierungen für Forschungsprojekte aus, die Atomuhren von geringer Größe, niedrigem Energieverbrauch und hinreichender Robustheit entwickeln wollen.

"Wenn wir erfolgreich sind, würden diese optischen Uhren eine 100-fache Steigerung der Präzision bzw. eine Verringerung des Zeitfehlers im Vergleich zu den bestehenden Mikrowellen-Atomuhren bieten und eine verbesserte Beibehaltung der Zeitgenauigkeit im Nanosekundenbereich von einigen Stunden bis zu einem Monat demonstrieren", sagte Tatjana Curcic, Programmmanagerin im Defense Sciences Office der DARPA. Über das finanzielle Volumen, mit dem ROCkN ausgestattet wird, machte man noch keine Angaben.

Siehe auch: Neue Uhr stellt alle bisherige Zeitmessung klar in den Schatten