Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm
Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Downloads | Hilfe
Q: Quantenoptik
Q 33: Laserspektroskopie I
Q 33.4: Vortrag
Donnerstag, 6. April 2000, 15:00–15:15, HS XVI
Evaluierung einer Caesium-Fontäne als primäres Frequenznormal — •S. Weyers, U. Hübner, R. Schröder, Chr. Tamm und A. Bauch — Lab. 4.32, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
Zur Darstellung der SI-Einheit „Sekunde“ werden zur Zeit noch ausschließlich Atomuhren eingesetzt, die mit einem thermischen Caesium-Atomstrahl arbeiten. Eine erheblich höhere Genauigkeit und Kurzzeitstabilität lässt sich mit Fontänen-Frequenznormalen auf der Basis lasergekühlter Caesiumatome erreichen (s. z.B.[1]). Für die an der PTB aufgebaute Caesium-Fontäne [2] werden gegenwärtig die Beiträge zur systematischen und statistischen Frequenzunsicherheit evaluiert. Es zeigt sich, daß die in konventionellen Atomuhren dominierenden Unsicherheitsbeiträge, hervorgerufen durch den Phasenfehler des Mikrowellenresonators und das magnetische Quantisierungsfeld, auf eine relative Größe von weniger als 10−15 reduziert werden können.
Hingegen führen Frequenzverschiebungen durch Cs-Cs-Stöße zu einem nicht vernachlässigbaren Unsicherheitsbeitrag. Die Überprüfung theoretischer Vorausagen zur Stoßwechselwirkung und zur Größe der Stoßverschiebung stellt eine besondere experimentelle Herausforderung dar, da die absolute Dichte der kalten Cs-Atome in der optischen Melasse und die von der Temperatur der Atome abhängige erhebliche Dichteänderung während des ballistischen Fluges bestimmt werden müssen.
[1] G. Santarelli et al., Phys. Rev. Lett. 82, 4619 (1999)
[2] S. Weyers et al., IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, im Druck