Am Puls der Atomuhr
Metrologie-Netzwerk soll Stationen quer über Europa mit ultrapräzisen Zeitsignalen verbinden.
Physiker und Geodäten der Universität Bonn sind am groß angelegten Forschungsprojekt „Clock Optical Network Services – Design Study“ (CLONETS-DS) beteiligt. Es geht um eine Designstudie für ein zukünftiges Netzwerk zur Verteilung hochgenauer optischer Frequenzen und Zeitsignale. Die ultrapräzisen Signale sollen zum Beispiel eine verbesserte Synchronisierung von Messstationen etwa für die Astronomie und die Beobachtung des Klimawandels ermöglichen. Die Europäische Union fördert das Vorhaben in den nächsten zwei Jahren mit rund drei Millionen Euro.
Die Beteiligung der Universität Bonn ist in zweierlei Hinsicht ungewöhnlich. Das Konsortium besteht nahezu ausschließlich aus europäischen nationalen Metrologie-Instituten sowie hochspezialisierten Firmen. „Dass wir als Universität hier einen Fuß in die Tür bekommen haben, ist ein großartiger Erfolg“, sagt Simon Stellmer vom physikalischen Institut der Universität Bonn. „Außerdem ist dies ein Paradebeispiel für die hervorragende interdisziplinäre Zusammenarbeit an der Universität Bonn.“
An dem Projekt beteiligt sind Jürgen Kusche vom Institut für Geodäsie und Geoinformation, Dieter Meschede (Quantentechnologie, Institut für angewandte Physik) und Simon Stellmer (Quantenmetrologie, physikalisches Institut). Sie gehören zu den transdisziplinären Forschungsbereichen (TRAs) „Bausteine der Materie und grundlegende Wechselwirkungen“ sowie „Innovation und Technologie für eine nachhaltige Zukunft“ der Universität Bonn.
Zukünftig sollen der Wissenschaft ultrapräzise Zeit- und Frequenzinformationen durch eine gemeinsame europäische Forschungsinfrastruktur bereitgestellt werden. Bereits jetzt wird Laserlicht über ausgewählte Glasfaserverbindungen quer durch Europa geschickt, in Zukunft soll die Frequenz dieses Lichtes durch mehrere Atomuhren aber auf 18 Stellen nach dem Komma genau festgelegt werden. Nutzer könnten dann – ähnlich wie bei der Schwingung einer Pendeluhr – daraus eine Zeitskala ableiten, die überall in Europa exakt genau gleich ist und zur Synchronisierung von lokalen Atomuhren dient.
Eine noch exaktere Zeitbestimmung würde zum Beispiel für eine höhere Genauigkeit bei Navigationssystemen sorgen. „Sie wäre, bei Ausnutzung relativistischer Effekte, auch für die Vermessung des Erdgravitationsfeldes und die Erfassung des Klimawandels – abschmelzende Gletscher und steigende Meeresspiegel – sowie für die Radioastronomie wichtig“, sagt Kusche.
Die Wissenschaftler der Universität Bonn engagieren sich in der Entwicklung der wissenschaftlichen Anwendungen und dem Erkenntnistransfer zu Wirtschaft und Politik. Von den rund drei Millionen Euro, die die Europäische Union für das Projekt in den nächsten zwei Jahren bereitstellt, fließen rund 230.000 Euro an die Universität Bonn.
Das Internet-Verbindungsnetzwerk GÉANT (deutsch: „Gigant“) koordiniert das Projekt CLONETS-DS, an dem zahlreiche Wissenschaftler aus Deutschland, Polen, Frankreich, Italien, Tschechien, Spanien und dem Vereinigten Königreich beteiligt sind. Die anderen deutschen Projektpartner sind die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig, die TU München sowie das Unternehmen Menlo Systems.
U. Bonn / DE
