Atomuhr herunterladen

Eine theoretische Möglichkeit zur Verbesserung der Leistung von Atomuhren besteht darin, eine nukleare Energiewende (zwischen verschiedenen nuklearen Isomern) anstelle der Atomelektronenübergänge zu nutzen, die die aktuellen Atomuhren messen. Die meisten nuklearen Übergänge arbeiten mit einer viel zu hohen Frequenz, aber 2003 stellten Ekkehard Peik und Christian Tamm[79] fest, dass die außergewöhnlich niedrige Anregungsenergie von 229mTh in Reichweite aktueller Frequenzmesstechniken ist, was eine Uhr ermöglicht. Im Jahr 2012 wurde gezeigt, dass eine Atomuhr, die auf einem einzelnen 229Th3+ Ion basiert, eine Gesamtfrequenzungenauigkeit von 1,5 x 10 bis 19 liefern könnte, was besser ist als die bestehende Atomuhrtechnologie 2019. [80] Obwohl es eine unrealisierte theoretische Möglichkeit bleibt, wurden ab 2019[Update] bedeutende Fortschritte in Richtung der Entwicklung einer experimentellen nuklearen Uhr gemacht. [81] [82] [83] [84] Das globale Satellitennavigationssystem Galileo wird von der Europäischen GNSS-Agentur und der Europäischen Weltraumorganisation betrieben und steht kurz vor der vollständigen Abdeckung der globalen Abdeckung. Galileo hat am 15. Dezember 2016 mit dem Angebot der globalen Early Operational Capability (EOC) begonnen und stellt das dritte und erste nichtmilitärisch betriebene Global Navigation Satellite System bereit und wird voraussichtlich 2019 die volle Einsatzfähigkeit (Full Operational Capability, FOC) erreichen. [100] [101] Um Galileos FOC-Abdeckungskonstellationsziel zu erreichen, müssen 6 geplante zusätzliche Satelliten hinzugefügt werden. Galileo System Time (GST) ist eine kontinuierliche Zeitskala, die vor Ort im Galileo-Kontrollzentrum in Fucino, Italien, durch die Fazilität für präzise Zeitplanung erzeugt wird, basierend auf durchschnittswerten verschiedenen Atomuhren, die vom Galileo Central Segment verwaltet und mit TAI mit einem Nennversatz unter 50 ns synchronisiert werden. [102] [103] [104] [101] Laut der Europäischen GNSS-Agentur bietet Galileo eine Zeitgenauigkeit von 30 ns. [105] Der vierteljährliche Leistungsbericht des Europäischen GNSS-Servicezentrums vom März 2018 berichtete, dass die UTC-Zeitverbreitungsdienstgenauigkeit 7,6 ns betrug, die durch die Anhäufung von Stichproben in den vorangegangenen 12 Monaten berechnet wurde und das Ziel wert 30 ns überstieg.

[106] [107] Jeder Galileo-Satellit verfügt über zwei passive Wasserstoff-Maser und zwei Rubidium-Atomuhren für das Timing an Bord. [108] [109] Die Galileo-Navigationsnachricht enthält die Unterschiede zwischen GST, UTC und GPST (zur Förderung der Interoperabilität). [110] [111] In den späten 1990er Jahren trugen vier Faktoren zu großen Fortschritten bei den Uhren bei:[11] Das Seltenerdelement Ytterbium (Yb) wird nicht so sehr wegen seiner mechanischen Eigenschaften, sondern wegen seiner Ergänzung der inneren Energieniveaus geschätzt. “Ein besonderer Übergang in Yb-Atomen bei einer Wellenlänge von 578 nm bietet derzeit einen der genauesten optischen Atomfrequenzstandards der Welt”, sagte Marianna Safronova. [55] Die geschätzte Menge der erreichten Unsicherheit entspricht einer Yb-Uhr-Unsicherheit von etwa einer Sekunde über die Lebensdauer des Universums bisher, 15 Milliarden Jahre, nach Wissenschaftlern des Joint Quantum Institute (JQI) und der University of Delaware im Dezember 2012. Eine Funkuhr ist eine Uhr, die sich automatisch über staatliche Funkzeitsignale synchronisiert, die von einem Funkempfänger empfangen werden. Viele Einzelhändler vermarkten Radiouhren ungenau als Atomuhren; [118] Obwohl die Funksignale, die sie empfangen, von Atomuhren stammen, sind sie selbst keine Atomuhren. Normale Low-Cost-Verbraucher-Empfänger verlassen sich ausschließlich auf die amplitudenmodulierten Zeitsignale und verwenden Schmalbandempfänger (mit 10 Hz-Bandbreite) mit kleinen Ferrit-Loopstick-Antennen und Schaltungen mit nicht optimaler digitaler Signalverarbeitungsverzögerung und können daher nur den Beginn einer Sekunde mit einer praktischen Genauigkeitsunsicherheit von 0,1 Sekunden bestimmen. Dies ist ausreichend für funkgesteuerte Low-Cost-Uhren und Uhren in Standardqualität für die Zeitmessung zwischen täglichen Synchronisationsversuchen, da sie unmittelbar nach einer erfolgreichen Synchronisation am genauesten sind und von diesem Zeitpunkt an bis zur nächsten Synchronisation weniger genau werden. [119] Instrumenten-Grade-Zeitempfänger bieten eine höhere Genauigkeit.

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