Wie in Braunschweig die Uhrzeit gemacht wird

00:00:00: Besser wissen, der Podcast von Gulem.de.

00:00:05: Bevor wir loslegen, ein kurzer Hinweis des Sponsors der heutigen Folge.

00:00:09: Was nervt extrem?

00:00:11: Richtig, wenn Webseiten lange laden.

00:00:13: Deswegen machst du deine Seiten schnell, indem du an den Web-Vitals schraubst.

00:00:17: Dabei schwer zu optimieren?

00:00:18: Die Time to First Bite.

00:00:19: Das hat Mitwalt jetzt geändert.

00:00:21: Im Manage Cloud Hosting des Agentur-Hosters bekommst du eine genaue Analyse deiner Time

00:00:27: to First Bite.

00:00:28: Du siehst erstmals, über welche Hebel du die KPI verbessern kannst.

00:00:31: Teste jetzt 30 Tage kostenlos.

00:00:33: Alle Infos unter www.mitwald.de/heise

00:00:38: Hallo und herzlich willkommen zu einer weiteren Ausgabe.

00:00:41: Mein Name ist Martin Wolff und ich bin Podcastbeauftragter bei Gulem.de.

00:00:44: Ich befinde mich heute in der physikalisch-technischen Bundesanstalt in Braunschweig.

00:00:51: Dort genauer gesagt in der Abteilung für Zeitübertragung und dort genauer gesagt in der Arbeitsgruppe

00:00:56: 4.4.2 und ich bin im Büro von Dr. Dirk Pista.

00:01:02: Hallo Herr Dr. Pista, was macht Ihre Arbeitsgruppe?

00:01:05: Ja, hallo Herr Wolff.

00:01:07: Ja, in unserer Arbeitsgruppe sind wir dafür zuständig, die gesetzliche Zeit für Deutschland

00:01:13: zu machen.

00:01:14: Das heißt, wir betreiben hier Atomuhlen und deren Ausgangssignale stellen die gesetzliche

00:01:23: Zeit für Deutschland dar.

00:01:25: Ich sehe jetzt, ich bin hier in einem Büro, es sieht aus wie ein ganz normales Büro,

00:01:31: ich würde sagen in so ziemlich jedem Forschungsinstitut oder würde es ähnlich aussehen, es gibt ein

00:01:37: Computer und eine Wand mit vielen Zetteln dran, die bestimmte Sachen sagen, Telefonnummern

00:01:44: Listen und alles.

00:01:45: Hier weist bis jetzt noch gar nichts auf eine Atomuhl hin.

00:01:48: Also die befindet sich demzufolge nicht hier drinnen.

00:01:51: Die Atomur ist hier im Gebäude oder die Atomuhlen, wir verlassen uns nicht nur auf eine, das

00:01:58: ist ein extra klimatisierter Raum, der eben ganz genau definierte Umgebungsbedingungen

00:02:06: den Atomuhlen bereitstellt und dort laufen sie vor sich hin und dann gibt es noch Räume

00:02:12: mit Messtechnik, um die Uhren gut zu charakterisieren, um sie zu überwachen, dass sie das tun,

00:02:20: dass sie sollen und dann geht es auch weiter, dass dann die Zeitsignale dieser Atomuhren

00:02:29: eben die entsprechenden Dienste sozusagen füttern, mit denen wir dann die Zeit verbreiten

00:02:39: für Deutschland und eben noch ein anderer Aspekt.

00:02:42: Wir sind ja nicht alleine auf der Welt, wir vergleichen auch unsere Zeit, die wir hier machen.

00:02:47: Ich sage das immer so machen, da kommen wir noch zu, wie die gemacht wurden, da kommen

00:02:53: wir noch zu.

00:02:54: Aber wir sind ja nicht alleine auf der Welt und wir vergleichen unsere Uhren oder unsere

00:03:01: Referenzuhren mit den Referenzuhren und Zeitskalen anderer Institute, und zwar weltweit.

00:03:09: Wie muss ich mir ihren Arbeitstag vorstellen?

00:03:11: Also was ist so, wenn Sie haben es gerade so gesagt, die Uhr, die läuft ja eigentlich,

00:03:16: die ist jetzt auch nicht davon bedroht, dass sie jetzt jede Sekunde ausfallen kann.

00:03:20: Ich nehme an, dass das relativ sicher ist das Ganze.

00:03:22: Was machen Sie denn dann?

00:03:23: Also wenn Sie morgens reinkommen, was tun Sie?

00:03:25: Sie gucken auf die Uhr.

00:03:26: Genau, genau.

00:03:27: Also das erste ist natürlich, man fahrt nach, ob alles noch läuft.

00:03:31: Ob irgendwie in der Nacht was ausgefallen ist oder so.

00:03:36: Das ist immer das erste, der Rundgang und dann wir haben auch so ein Überwachungssystem

00:03:40: mit Alarm, Nachrichten und da guckt man eben erstmal rein, wie es in der Stand ist.

00:03:47: Wenn irgendwie Messsystem stehen geblieben ist, dann muss man es wieder starten und

00:03:52: so.

00:03:53: Das ist erstmal das erste.

00:03:54: Und dann geht es weiter mit dem Büro alltag.

00:03:59: Dann erstmal das E-Mails machen etwas und an Fragen von Leuten, die Podcast mit Ihnen

00:04:05: machen wollen.

00:04:06: Zum Beispiel.

00:04:07: Also ich habe schon gelesen, der Klassiker ist, dass sie immer wieder gefragt werden

00:04:12: natürlich bei der Zeitumstellung, wie es gerade so läuft.

00:04:15: Also das ist die, das stapelt sich dann so ein bisschen die lokalen Zeitungen berichten

00:04:20: dann drüber, jetzt wird wieder eine Zeitung gestellt und da kann man natürlich mal fix

00:04:23: vorbeigucken, wie es in Braunschweig so aussieht.

00:04:25: Ich würde auch zur Zeitumstellung auf jeden Fall nochmal was fragen, aber wir bleiben

00:04:29: aber erstmal kurz bei Ihnen.

00:04:31: Wie kommt man denn dazu, dass man hier her über die Zeit wird?

00:04:36: Oder wie sind Sie dazu gekommen, dass Sie her über die Zeit wurden?

00:04:38: Oh, bei mir war das ein ziemlicher Zufall.

00:04:41: Also ich habe, ich habe im Braunschweig hier an der Technischen Uni Physik studiert und

00:04:49: dann habe ich noch eine Promotion dran gehangen in der Elektrotechnik, weil mir das wissenschaftliche

00:04:54: Arbeiten Spaß gemacht hat.

00:04:56: Und als ich damit so fertig war, habe ich mich nach Stellen eben umgeschaut und da war

00:05:02: ich hier eine Stelle frei.

00:05:03: Und ich habe eigentlich Halbleiter-Technik gemacht, von Haus aus.

00:05:08: Und ich fand das hier aber interessant, dass in dieser Arbeitsgruppe, das ist so die

00:05:16: Schnittstelle zwischen Dienstleistungen.

00:05:18: Also wir machen ja eben die Zeit für die Gesellschaft und auch für die Wirtschaft und wir haben

00:05:24: eben auch einen gewissen Forschungsaspekt daran.

00:05:26: Und das fand ich eben sehr attraktiv, dass man eben so an dieser Schnittstelle sitzt und

00:05:32: eben Forschung macht und eben aber auch Dienstleistung für die Gesellschaft wird zusammen.

00:05:38: Also einen Schluss, einen Treffer.

00:05:39: Wie lange machen Sie das jetzt schon?

00:05:41: Ich mache das jetzt über 20 Jahre.

00:05:42: Also ich habe 2002 hier angefangen.

00:05:46: Gab es da, also ich habe jetzt natürlich sofort so eine Assoziation, dass dann vom Vorgänger

00:05:51: oder der Vorgänger reden wird, dann der Schlüssel zur Zeit übergeben oder sowas, wahrscheinlich

00:05:55: überhaupt nicht, sondern Sie haben angefangen und sind dann zum Arbeitsgruppenleiter geworden,

00:05:59: oder?

00:06:00: Ja, das bin ich ja noch nicht so lange.

00:06:01: Das war das erste Jahr.

00:06:02: Vorher war es langjährige Chef-Verbauch, der die Arbeitsgruppe hatte.

00:06:09: Aber tatsächlich so, ich habe, meine Stelle war tatsächlich eben auch wo ich nicht neu

00:06:15: geschaffen damals, sondern ich habe auch die Arbeit von einem Vorgänger übernommen und

00:06:19: da gab es auch ein bisschen Überlab und ein bisschen Übergabe, so dass man eben da nicht

00:06:24: gleich ins kalte Wasser gesprungen ist.

00:06:27: Ich kann mir das so gar nicht vorstellen, wie man so eine Stelle anfängt.

00:06:33: Also ich verstehe total den Aspekt, den Sie gesagt haben, wieso man das spannend findet

00:06:39: und das gerne machen möchte.

00:06:40: Aber wussten Sie vorher genau, waren Sie sich relativ sicher, wie das dann wird?

00:06:45: Nein, nein, nein, das kann ich nicht überhaupt nicht.

00:06:49: Also es gab einen ganz klitzekleinen Anknüpfungspunkt.

00:06:52: Ich habe während des Studiums mal einen Seminarvortrag über Cesium-Atomohren gehalten.

00:06:59: Da habe ich mich mit der Thematik ein bisschen beschäftigt, habe auch das Labor hier schon

00:07:02: besucht und das war wahrscheinlich auch so der Punkt, der mich so darauf aufmerksam gemacht

00:07:12: hat auf diese Stelle.

00:07:13: "Oh, da ist ja was frei, da gucken wir doch noch mal hin oder da gucken wir doch mal

00:07:16: näher hin, ob das nicht was wäre."

00:07:18: Und so bin ich dann drauf gekommen.

00:07:21: 2002, ja, ja, ja, es ist jetzt, ja so was mich erwartet hat, das habe ich eigentlich nicht

00:07:30: so genau gewusst.

00:07:32: Das ist aber, ich denke, dass es beim, wenn man einen Job anfängt, nie.

00:07:35: Genau, der Fall würde ich mal behaupten.

00:07:38: Na wenn es so der Berufseinstieg ist, ich glaube, wenn man in der gleichen Sache so ein bisschen

00:07:42: hin und her anernt, dann ist das wahrscheinlich eher so.

00:07:45: Aber als Berufseinstieg ist das ja logisch.

00:07:47: Und hat sich in den vergangenen 20, 22 Jahren, das ist wirklich lange hier dann, da viel verändert?

00:07:56: Ja, wir begleiten hier die Entwicklung der Zeitmessung und auch der Zeitvergleiche.

00:08:07: Und da sind wir gerade in einem sehr großen Umbruch drin.

00:08:13: Und wenn ich jetzt mal bei meinem Gebiet der Zeitvergleiche bleibe, als ich angefangen

00:08:21: habe, waren Zeitvergleiche über Satelliten State of the Art.

00:08:28: Das war das Nonplus Ultra.

00:08:30: Und es kam in den Jahren immer mehr unsere optische Vergleiche über Glasfasertechnik

00:08:36: dazu.

00:08:37: Und das ist jetzt eben mittlerweile eine Technik, die wirklich etabliert ist und auch wirklich

00:08:43: eingesetzt wird.

00:08:44: Und wir haben hier Verbindungen zu anderen Instituten, auch zum Beispiel zur deutschen

00:08:50: Telekom, machen wir Zeitvergleich wie über Glasfasern.

00:08:54: Und das ist jetzt eben von dieser Funktechnik hin zur optischen Technik, das ist so eine

00:09:02: Entwicklung, die wir gerade hier mitmachen.

00:09:04: Ich hoffe, dass wir da noch ein bisschen technisch weiter darauf eingehen können.

00:09:07: Aber vorher möchte ich gerne die Atomuhr kurz erklärt haben.

00:09:12: Ich habe hier natürlich gnadenlos stundenlange Vorbereitung im Sinne von, ich habe den

00:09:16: Wikipedia-Artig gelaufen.

00:09:17: Da steht drin ein Atomuhr, eine Uhr, deren Zeitakt aus der charakteristischen Frequenz

00:09:21: von Strahlungsübergängen der Atomen, der elektronenfreie Atome abgeleitet wird.

00:09:26: Die Worte ist eine und Uhr, verstehe ich alles, Atomuhr wahrscheinlich auch, aber den Zusammenhang

00:09:30: null.

00:09:31: Aber jetzt wird es noch schöner, bei Ihnen steht dann auch noch, die Sekunde ist definiert

00:09:34: durch das 9 Milliarden, ist das Milliarden?

00:09:37: Ja, ja, ja.

00:09:42: 1.192.631.770 Fache der Preriodendauer, der dem Übergang zwischen den beiden hyperfein

00:09:48: Strukturniveaus des Grundzustands von 133 CS Atomen entsprechenden Strahlungen.

00:09:54: Sehr fantastisch, aber ich habe trotzdem noch nicht verstanden, wie die Atomuhr funktioniert.

00:10:00: Genau.

00:10:01: Okay, wir bleiben jetzt, fangen wir mal an.

00:10:06: Also diese Kundendepfnition ist über ein Cesiumatom definiert.

00:10:10: Und das hat man deswegen gemacht, weil Atome sind ununterscheidbare Teilchen.

00:10:16: Wenn ich jetzt eine Definition mache, ich gucke mir eine Atomache, Eigenschaft an und leite

00:10:21: daraus oder baue damit eine Uhr, dann kann ich das hier machen, dann kann ich das in einem

00:10:26: anderen Land machen, auf einem anderen Kontinent und weil es ununterscheidbare Teilchen sind

00:10:31: von der Physik wird, wenn ich es richtig mache, überall das Gleiche voraus kommen.

00:10:35: Also das Ergebnis wird identisch sein im Rahmen der Unsicherheiten, die ich versuche, so klein

00:10:41: wie es möglich zu bekommen.

00:10:43: So, was gucke ich mir jetzt an bei diesem Atom?

00:10:47: Ich kann zum Beispiel ein Atom mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlen.

00:10:55: Also das sind Radiowellen und die haben eine Frequenz.

00:10:59: Und Frequenz ist sowas wie Ereignisse pro Zeit.

00:11:02: Also da steckt von der Begriff Zeit drin und das ist Frequenz letztendlich der Kerbwetterzeit.

00:11:06: Und ich kann das Atom dazu bringen, diese Wellen, im Fall der Zäsiumuhr, sind das Mikrowellen,

00:11:17: zu absorbieren.

00:11:18: Aber das machen sie nur dann, wenn ich genau eine charakteristische Frequenz treffe.

00:11:24: Wenn ich die Frequenz etwas zu hoch wähle oder etwas zu niedrig, dann passiert nichts.

00:11:29: Wenn die Atome aber diese Frequenz absorbieren, dann ändern sie ihren, jetzt kommt es, Quantenmechanischen

00:11:38: Zustand.

00:11:39: Und das kann ich messen.

00:11:40: Ich kann also durch eine geschickte Messapparatur genau das herausfinden, ob die Atome die

00:11:46: Radiowellen oder die Mikrowellen absorbiert haben oder nicht.

00:11:51: So jetzt, mein sehr begrenztes Wissen über Quanten ist doch, ist da nicht der Punkt, dass

00:11:56: wenn ich hingucke, dann beeinflusst ich die Messung.

00:11:59: Aber das spielt ja nicht rein?

00:12:01: Das spielt in dem Sinne, in dem Fall nicht rein.

00:12:05: Das sind Quantenmechanisch heißt in dem Fall, dass so ein Atom kann eben nur bestimmte Energien

00:12:13: absorbieren oder auch entsprechend dann Photonen emittieren, wenn das wieder den Zustand zurückwechselt.

00:12:22: Und da gibt es eben nur Diskrete und das ist eben die Quanteneinschaft in diesem Zusammenhang.

00:12:29: Da gibt es nur ganz Diskrete, ganz charakteristische Frequenzen, die ein Atom absorbieren kann.

00:12:35: Und das ist in dieser Sekundendefinition, da steht eben genau mit diesen hyperfeilen

00:12:41: Struktureniveaus und so.

00:12:42: Das ist genau die Vorschrift, welche Absorption schaue ich mir an.

00:12:49: Das Atom hat sich von der Sorte, aber das ist ja auch eine Mehrdurchigkeit und das muss

00:12:54: man eben genau definieren.

00:12:55: Und das wird dann eben gemacht.

00:12:57: Und wie sieht dann das Messgerät aus?

00:13:01: Wie wird es dann gemessen?

00:13:03: Also das mit dem Mikrowellen kann ich mir alles vorstellen?

00:13:06: Genau.

00:13:07: Es gibt verschiedene Generationen.

00:13:10: Also die klassische Atomuhr ist in ihrer Bauweise so, dass man auf einer Seite hat,

00:13:18: da ist das Cesium drin in flüssiger Form und der Ofen so ca. 100 Grad heiß und dann hat

00:13:28: man einen gewissen Dampfdruck, ein Dampfstrahl von diesem Cesium.

00:13:32: Und dieser Dampfstrahl fliegt dann durch einen Resonator, durch einen Mikrowellen-Resonator.

00:13:40: Und in diesem Mikrowellen-Resonator werden diese Cesiumatome, dieser Cesiumdampfstrahl

00:13:48: mit elektromagnetischer Strahlung oder mit Radiowellen bestrahlt.

00:13:55: Und dann habe ich noch Messeinrichtungen in Form typischerweise klassisch in Form von

00:14:00: Magneten und da kann ich eben durch die Ablenkung dieser Atome in diesen Magneten feststellen,

00:14:07: ob sie jetzt nun absorbiert haben, die Strahlung oder nicht.

00:14:12: Und dann, was ich dann mache, ist einfach nur, dass ich die Frequenz etwas verstimme

00:14:18: und versuche so anzupassen, dass sie eben genau diesen Übergang vollziehen, dass sie

00:14:22: eben genau diese Strahlung absorbieren.

00:14:24: Und wenn das stattfindet, dann habe ich genau die Frequenz der Sekundendepfination.

00:14:31: Das ist ziemlich kompliziert.

00:14:35: Das ist überhaupt nicht zu.

00:14:36: Nein, also da, ich habe jetzt totalen Bild vor Augen und ich hoffe, dass die Leute,

00:14:41: die zuhören, das auch so ein bisschen haben.

00:14:43: Aber im Zweifelsfall kann man sich das auch nochmal angucken.

00:14:47: Aber ich finde, das fand das sehr gut erklärt.

00:14:49: Ich habe jetzt nur also zwei Sachen, die mir einfallen dazu.

00:14:53: Das erste ist diese Apparatur mit dem Dampfstrahl ein.

00:14:57: Die muss 24 Stunden, sieben Tage die Woche laufen.

00:15:00: Das machen sie.

00:15:01: Genau.

00:15:02: Und das tut sie.

00:15:03: Die darf nicht aufhören.

00:15:04: Also die Messung muss kontinuierlich stattfinden.

00:15:08: Ja, da gibt es jetzt auch, also diese klassischen Atomen, wie sie gerade beschrieben haben,

00:15:13: das laufen durch.

00:15:14: Und diese Frequenz, mit der ich jetzt diese Atomeabfrage, die ich auf die Atome einstrahle,

00:15:21: die wird abgeleitet von einem Quarz.

00:15:23: Und Quarz kennt man, das gibt es auch verschiedene Qualitäten im PC, die haben meistens einen

00:15:30: nicht so hochqualitativem Quarz.

00:15:33: Dann bis zu Uhren und Armwand-Uhren oder auch professionelle Uhren und eben auch in Atomen

00:15:39: ist auch oft ein Quarz eingebaut, der dann eben diese Frequenz erzeugt.

00:15:43: Und der läuft sich durch.

00:15:44: Das ist das Schwungerrad, sozusagen.

00:15:48: Und das bin ich an eben, an diese charakteristische Frequenz der Atome.

00:15:54: Und da wird es dann sozusagen, am Ende wird es dann aus diesem Quarz sozusagen, wird ausgeneriert.

00:15:59: Jetzt sehe ich, Sie haben keine Quarz.

00:16:01: Sie haben eine Smartwatch.

00:16:02: Ich bin mit einer, wie immer, mit einer Handaufzugs-Armbanduhr da.

00:16:07: Aber Sie haben eine eigene Uhr und da gucken Sie auch drauf.

00:16:11: Oder haben Sie die zu Fitnesszwecken?

00:16:13: Das ist das, das ist einfach zu Fitnesszwecken.

00:16:14: Alles klar.

00:16:15: Das ist ja immer die Sache.

00:16:16: Ja, heute will ich noch zum Laufen gehen.

00:16:18: Alles klar.

00:16:19: Dann bin ich in die Uhr rum.

00:16:20: Die zweite Frage, die sich mir stellte, war, ich kann mir das heutzutage alles vorstellen,

00:16:27: weil man sich das alles immer so mit Computern und allem, man kann sich das alles vorstellen,

00:16:31: bei Tee wird es irgendwie regeln.

00:16:33: Aber Atomuhr gibt es ja schon eine ganze Weile.

00:16:35: Hat sich da was verändert oder war das früher viel komplizierter?

00:16:39: Auch das Einstellen und so.

00:16:40: Ich stelle mir das vor, früher hat man da wahrscheinlich auch irgendwelchen Rädern

00:16:43: drehen müssen oder irgendwas.

00:16:45: Wie haben die Leute das gemacht oder wie hat sich das verändert?

00:16:49: Es gibt eine Reihe von Atomuhrprodukten, die die Referenzen für viele Anwendungen darstellen,

00:17:00: zum Beispiel die Telekom verwendet, auch Sozäsium, Uren für die Synchronisierung des Internets.

00:17:06: Das sind Designs, die sind schon einige Jahre alt, also viele Jahre.

00:17:13: Da hat sich nicht so viel getan an der Stelle.

00:17:17: Andererseits gibt es auch eine Miniaturisierung und es gibt mittlerweile sogar Schip-Scale-Atomic

00:17:25: Logs.

00:17:26: Das hat man die weiterhin immer verkleinert.

00:17:28: Und es kommt zum Beispiel, ist es interessant, wenn Sie ein GNSS-Empfänger haben, also ein

00:17:38: Empfänger, der zur Positionierung geeignet ist.

00:17:41: Und wenn Sie eine gute Referenzfrequenz haben, mitbringen von Haus aus und nicht einen billigen

00:17:47: Quarz einbauen, sondern eben so eine Chip-Scale-Atomic Log, dann können Sie wesentlich schneller

00:17:53: die Satelliten tracken und wesentlich schneller Ihre Positionen anbestimmen.

00:17:59: Und das ist zum Beispiel eine neuere Entwicklung.

00:18:02: Also eine Anwendung, nämlich das ist auch das klassische Ding, das man immer liest,

00:18:07: das GPS-Positionsbestimmung, das ist eine der großen Sachen, die für diese genaue Zeitmessung

00:18:15: hinzugekommen sind.

00:18:16: Da kommen wir auch noch hin, aber es wird jetzt vorher noch mal mit der Uhrzeit kurz

00:18:24: rumschlagen wollen.

00:18:25: Also Sie machen hier eine Zeit und die gilt und wird ausgestrahlt zum Beispiel über den

00:18:34: Funksender und erreicht zum Beispiel auch die Funk-Uren und gilt für ganz viele Leute.

00:18:39: Und Sie haben aber schon gesagt, gibt ja auch noch andere in anderen Ländern, die das auch

00:18:44: machen.

00:18:45: Sie haben es gesagt, das ist ein Verfahren, die Sache an sich ist überall gleich, trotzdem

00:18:51: gibt es da Unterschiede, oder?

00:18:53: Also die Zeit überall auf der Welt sind nicht überall gleich, obwohl sie alle das gleiche

00:18:57: messen.

00:18:58: Ja, also man muss jetzt erstmal fauen, welchen Aspekt beleuchten wir jetzt.

00:19:05: In vielen, in einigen Laboren werden primäre Atomuern entwickelt.

00:19:11: Das sind dann diese Cesiumuern, die gemäß der Sekundendefinition eben einen gleichmäßigen

00:19:17: Sekundentakt generieren.

00:19:20: Und da sind die Cesium von 10 uren, das ist eine besondere Art.

00:19:24: Da werden die Atome nicht erhitzt, wie ich das in einem Ofen, wie ich das erläutert

00:19:28: habe, sondern werden sie abgekühlt mit Hilfe von Leserlicht, von dem Zit in Energie und

00:19:33: kann durch dieses Abkühlen wesentlich genauere, eine wesentlich genauere Realisierung der

00:19:40: Sekunde hinbekommen.

00:19:41: Noch genauer.

00:19:42: Noch genauer.

00:19:43: Da sind also wie gesagt bei diesen eigen entwickelten thermischen Uren, also mit dem Ofen, da

00:19:49: schafft man 14 Stellen nach einem Komma, mit den Cesium von 10 uren ist man bei 16 Stellen

00:19:54: nach einem Komma.

00:19:55: Und das ist im Augenblick so, dass stand der Dinge, was primäre Uren, also was so Cesiumuern

00:20:03: leisten können.

00:20:04: Es gibt auch moderne Entwicklungen.

00:20:05: Das hatte ich schon kurz erwähnt, dass man in den optischen Bereich geht.

00:20:10: Es gibt optische Uren, da schaut man sich dann andere Übergänge an mit Licht teilweise.

00:20:17: Und da kommt man schon auf 18 Stellen nach dem Komma.

00:20:22: Dann hat man die Unsicherheiten, mit der die Frequenz ausgemessen werden kann, kann man

00:20:28: auf 18 Stellen nach dem Komma mittlerweile ausmessen oder charakterisieren.

00:20:33: Und das ist schon wirklich fantastisch.

00:20:35: Das ist ein ganz großes Thema für die Grundlagenforschung.

00:20:38: Die hier auch stattfindet.

00:20:40: Die hier auch.

00:20:41: Die hier auch.

00:20:42: Die hier auch hier.

00:20:43: Die hier auch hier.

00:20:44: Die hier auch hier.

00:20:45: Die hier auch hier.

00:20:46: Die hier auch hier.

00:20:47: Die hier im Haus stattfindet.

00:20:48: So und jetzt haben Sie vielleicht eine, die macht 6 Stellen, das ist eine primäre Uhr.

00:20:50: Und in Dänemark, keine Ahnung, vielleicht steht eine hat 14 Stellen.

00:20:54: Und dann sind die ja nicht exakt gleich vielleicht.

00:20:58: Nein, nein, nein, nein.

00:20:59: Also im Prinzip in so diese primären Cesiumuern, das sind in Europa sind das zum Beispiel,

00:21:05: die Kollegen in Frankreich, in Paris, in Italien, in England, die solche Uhren entwickeln, wie

00:21:12: wir, USA, dann weiter und ja, Japan, China gibt noch ein paar andere.

00:21:21: Jeder hat so sein eigenes Konzept.

00:21:23: Man schaut natürlich, man schaut natürlich sich auch ein bisschen was ab und wie machen

00:21:27: das die einen, wie machen das die anderen.

00:21:29: Aber jeder hat so im Prinzip ein bisschen sportlicher Ärger als auch, wie weit kriege ich oder

00:21:33: wie weit runter kriege ich denn dann meine eigene Unsicherheit.

00:21:36: Und das macht man im Labor.

00:21:38: Das macht man, man hat eben Einflussgrößen, charakterisiert die und kriegt dann irgendwann

00:21:44: einen Wert.

00:21:45: Ich kann jetzt eben, was weiß ich, 3 x 10 = 16 ist meine Unsicherheit zum Beispiel.

00:21:50: Und wenn das dann die Kollegen in den USA auch behaupten, muss man irgendwann einen Vergleich

00:21:55: machen.

00:21:56: Und dann sieht man, ob dann die Uhren so gut miteinander übereinstimmen.

00:22:00: Wie vergleicht man die?

00:22:02: Sie können ja nicht nebeneinander halten.

00:22:04: Ja, ja, das gibt es auch.

00:22:09: Es gibt auch eine transportable CSU-Uhr zum Beispiel, die mal auch zwischen Laboren transportiert

00:22:18: wurde.

00:22:19: Aber das macht man in der Regel über Satelliten-Zeitvergleichsverfahren.

00:22:22: Da gibt es zwei Stück.

00:22:24: Einmal das GNSS, also Global Navigation Satellite Systems, klassisch eben GPS, dass man sich

00:22:32: auf dieses System fokussiert und dann vergleicht man eben die Zeit oder die ausgesendeten

00:22:42: Signale der Satelliten mit den eigenen Uhren am Boden.

00:22:46: Und wenn ich das Prinzip kurz erläutern kann, auf jeder GPS, auf jedem GPS-Satelliten sind

00:22:56: auch Atomuhren an Bord.

00:22:58: Und aus denen abgeleitet sind die Satelliten ein Zeitsignal aus.

00:23:01: Und wenn ich jetzt die Position zum Beispiel bestimmen will, muss ich eine Reihe von Satelliten

00:23:06: empfangen.

00:23:07: Das sind von den räumlichen Koordinaten her drei.

00:23:10: Aber dann hole ich mir meistens noch einen vierten brauche ich noch dazu, um die Zeitinformation

00:23:13: auch zu bekommen.

00:23:14: Und dann kann ich eben die genaue Position bestimmen.

00:23:17: Oder alternativ, wenn ich die Position festlege, kann ich die Zeit bestimmen.

00:23:22: Dann kann ich eben sagen, meine Uhr am Boden ist so und so unterschiedlich von der Uhr

00:23:29: auf dem Satelliten.

00:23:30: Das mache ich hier.

00:23:32: Und das machen die Kollegen zum Beispiel in Frankreich oder in den USA.

00:23:36: Und dann tauschen wir einfach die Messdaten aus.

00:23:40: Und eigentlich ist es eine simple Subtraktion, die man dann macht.

00:23:45: Und dann hat man eben die Uhrendifferenz.

00:23:47: Und hat man genau die Differenz zwischen den Uhren.

00:23:49: So, und wenn die jetzt aber unterschiedlich sind, was macht man dann?

00:23:51: Also jetzt können die Franzosen auf die 14, 15 Stelle plötzlich eine andere Zeit haben

00:23:56: als wir.

00:23:57: Ja, natürlich.

00:23:58: Aber ist das, oder ist das dann da, dann da?

00:24:02: Also es gibt weltweit, gibt es so circa zwölf von diesen Cesium Uhren auf dem höchsten

00:24:10: Niveau arbeiten.

00:24:12: Es gab auch vergleiche, internationale Vergleiche.

00:24:15: Und diese Vergleiche gehen auch in die koordinierte Weltzeit mit ein.

00:24:21: Da haben wir noch gar nicht drüber gesprochen.

00:24:23: Da wollte ich nämlich hin. - Aber das ist eben Punkt,

00:24:27: wo die Urendaten gesammelt werden.

00:24:29: Es gab auch Untersuchungen, wie gut stimmen die überein

00:24:34: im Rahmen ihrer Unsicherheit.

00:24:35: Man kann ganz gut sagen, dass die Welt der Fontänen okay ist,

00:24:40: dass die in Ordnung ist.

00:24:41: Also, sie stimmen natürlich nicht perfekt überein.

00:24:44: Das ist ja klar, sie haben hier jede, bringt ihre eigene Unsicherheit mit.

00:24:47: Aber im Rahmen der Unsicherheiten stimmen sie ganz gut überein.

00:24:50: Da gibt es keine Ausreißer.

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00:25:25: Und dann wird sich auf die Weltzeit geeinigt?

00:25:28: Genau, das ist ein mehrstufiger Prozess.

00:25:32: Ich hab ja schon von diesen kommerziellen U-Bahn gesprochen.

00:25:36: Da gibt's auch verschiedene Arten von denen.

00:25:41: Und wir haben auch einige.

00:25:44: Und wir vergleichen unser Uhren-Ensemble

00:25:48: mit unserer Referenzzeitskala, die wir hier generieren.

00:25:52: Und das machen die anderen Zeitinstitute weltweit auch.

00:25:54: Es gibt so circa 80 Zeitinstitute weltweit

00:25:57: und insgesamt zu 400 Atomohnen in diesen 80 Zeitinstituten.

00:26:02: Die vergleichen wir untereinander.

00:26:04: Zum Beispiel über GNSS.

00:26:07: Es gibt noch ein anderes Verfahren über Telekommunikationsatleten.

00:26:12: Aber so sind weltweit, gibt es ein Netzwerk von Uhren,

00:26:16: die miteinander vergleichen werden.

00:26:19: Und diese Messdaten, die da anfallen,

00:26:21: die schicken wir alle beteiligten Institute,

00:26:23: die zum BPM.

00:26:25: Das BPM sitzt in Paris, das ist das internationale Büro

00:26:29: für Maße und Gewichte.

00:26:30: Das kennt man vielleicht so her,

00:26:32: das ist das, wo früher mal der Uhrmetallag und das Uhrkilogramm,

00:26:35: das sind aus der Historie,

00:26:38: das sind Sachen, die sind jetzt nicht mehr die Definition für Länge

00:26:43: und für das Kilogramm, aber daher kennt man vielleicht dieses BPM.

00:26:48: Aber die kümmern sich eben auch um die Weltzeit.

00:26:50: Und was die jetzt machen, die nehmen diese ganzen Uhrendaten

00:26:54: und bilden aus ein Mittelwert, ein gewichteten Mittelwert.

00:26:57: Die geben jeder Uhr, die daran teilnimmt, ein Gewicht,

00:27:00: je nachdem, wie stabil sie ist.

00:27:02: Das kann man ja charakterisieren,

00:27:04: indem man eine einzelne Uhr gegen das restliche Ensemble vergleicht.

00:27:08: Dann kann man sagen, diese Uhr ist besonders stabil

00:27:10: und bekommt ein besonders hohes Gewicht.

00:27:13: So.

00:27:14: Ich seh jetzt, ich quake kurz ein.

00:27:16: Ich sehe da eine Möglichkeit für Wettbewerb.

00:27:18: Wie in dem Ranking, wo sind Sie da so positioniert?

00:27:22: Ja, lassen Sie mich kurz das Bild komplett machen.

00:27:26: Das ist jetzt erst mal ein Mittelwert aus allen kommerziellen Uhren weltweit

00:27:30: oder aus allen Uhren, die betrieben werden.

00:27:32: Jetzt fehlen noch die primären Uhren.

00:27:34: Die sind da nicht unbedingt Teil.

00:27:37: Und die primären Uhren

00:27:39: sagen, charakterisieren nun die Referenzzeitskahlen, die lokalen,

00:27:44: oder charakterisieren nun eine Uhr, die beiträgt in ihrer Frequenz.

00:27:49: Und damit mit diesen Daten

00:27:52: kann man dann im Prinzip dieses große Uhren-Urnungs-Sombeln noch mal kalibrieren.

00:27:56: Auf die genaue Sekundendefinition.

00:27:59: So dass dann

00:28:01: letztendlich noch eine Frequenzkorrektur angebracht wird.

00:28:04: Das ist alles offen Papier, das wird alles im Rechner gemacht.

00:28:07: Und dann,

00:28:09: das Endresultat ist, dann wir kriegen als Information zurück,

00:28:13: inwieweit unsere Referenz-Skala von dieser berechneten Weltzeit abweicht.

00:28:21: Ja, und jetzt nochmal zu diesem Wettbewerbsaspekt.

00:28:25: Da gibt es, ja, es gibt keine Bundesliga oder so was, oder irgendeine Tabelle.

00:28:32: Aber man guckt schon auf gewisse Aspekte.

00:28:35: Z.B. in einer PTB hier.

00:28:37: Wir sind immer sehr,

00:28:41: wir sind sehr bedacht,

00:28:43: oft Beiträge eben zu dieser Sekundendefinition zu liefern.

00:28:47: Anderen ist die, also wir machen das jeden Monat

00:28:50: und sind mit zwei Fontänen-Uren und zwei klassischen Uhren dabei.

00:28:54: Und damit sind wir sehr weit vorne.

00:28:57: Also so viele Beiträge macht kein anderes Institut.

00:29:01: Und die Unsicherheit, mit der unsere beste Fontäne beiträgt,

00:29:03: ist auch oft die kleinste.

00:29:06: Das heißt, die hat das höchste Gewicht

00:29:10: dann bei dieser Kalibrierung.

00:29:15: Es gibt andere Aspekte, wenn Sie sagen, die Anzahl der Uhren,

00:29:18: wie zum Ensemble-Beiträgen.

00:29:19: Da gibt es z.B. das United States Naval Observatory.

00:29:23: Die sitzen in Washington und die sind für die GPS-Zeit zuständig.

00:29:27: Die tragen mit weitaus am meisten Uhren dabei.

00:29:29: Also die stellen, glaube ich, so 30 Prozent der Uhren

00:29:33: dieser 400 Beitragung.

00:29:37: Da kommen wir lange nicht mit.

00:29:38: Wir haben ein ganz kleines Ensemble-Ur.

00:29:41: Das ist nicht unser Hauptaugenmerk.

00:29:43: Also man muss sich eben auch entscheiden, was man was ...

00:29:46: Genau, ich war ganz arg.

00:29:48: Wenn man irgendwo vorne sein will, also überall vorne,

00:29:51: wenn man unendlich Mittel hätte, könnte man das machen.

00:29:54: Das ist ja nicht der Fall.

00:29:55: Ich finde, Klassestadtmasse ist ein schöner Spruch dafür.

00:29:58: Find ich auch.

00:29:59: Jetzt ist nur die Sache, die mir noch eingefallen ist.

00:30:02: Klar, das ist überall gleich.

00:30:05: Das ist weltweit passiert da dann das Gleiche.

00:30:08: Gibt es trotzdem Störfaktoren, die man versuchen muss,

00:30:11: klein zu halten, die man minimieren muss,

00:30:13: die Einfluss nehmen könnten?

00:30:16: Störfaktoren jetzt in Bezug auf die Messung.

00:30:18: Also auf den Vorgang mit der C-Symphthäne

00:30:21: oder aber auch eben auf den Ofen bezogen?

00:30:24: Ja, es gibt eine Reihe von, man muss zum Beispiel

00:30:29: erst mal relativistische Korrekturen anbringen.

00:30:31: Je nachdem, auf welcher Höhe man ist,

00:30:33: hat man eine andere Gravitationsrotverschiebung.

00:30:39: Und das muss man schon bei den CSI-Uren

00:30:42: schon deutlich mit einberechnen.

00:30:47: Man muss das Magnetfeld abschirmen.

00:30:51: Man muss im Prinzip ein Kompensationsfeld

00:30:54: um den Messbereich aufbauen und solche Sachen.

00:30:58: Das ist alles, ja.

00:31:01: Gibt es einen Ort, der besser geeignet ist

00:31:03: für diese Zeitmessung oder sagen Sie,

00:31:06: ach, den schafft man sich dann?

00:31:07: Also, dann können Sie sagen, für jedes Astronomische

00:31:12: zum Beispiel vorhaben, was man hat,

00:31:13: gibt es natürlich perfekte Orte dafür.

00:31:15: Aber für die Zeitmessung oder?

00:31:17: Ja, eine gute Laborausstattung ist das Wichtigste.

00:31:22: Man braucht ein vernünftiges Gebäude.

00:31:26: Jetzt die modernen, die modernen Uhren,

00:31:28: also die Zäsium von Themenuhren

00:31:30: und auch jetzt diese neuesten optischen Uhren,

00:31:32: die wird man nicht im Hochhaus irgendwo im exten Stock

00:31:36: irgendwie unterbringen, sondern man braucht das schon

00:31:38: ein gewisses ruhiges, eine ruhige Umgebung

00:31:41: zum Beispiel, wäschel-tron-sahmen und so was.

00:31:43: Das spielt da schon rein.

00:31:45: Aber ansonsten ist mehr so die Infrastruktur wichtig.

00:31:49: Also, gerade bei Stichwort Uhren und ist ja,

00:31:52: braucht man zum Beispiel gute Stromversorgung.

00:31:55: Das ist nichts zu vernachlässigen, sowas.

00:31:59: Gibt es das hier mit Back-App und so?

00:32:01: Ja, ja, wir haben alles.

00:32:02: Wir haben Batterievorwährungen und diese Back-App noch.

00:32:06: Und weil Sie es am Anfang auch so schön gesagt haben,

00:32:08: Sie gucken morgens, ob die Uhr noch tickt,

00:32:10: gab es denn mal, was sind so Schwierigkeiten,

00:32:13: was sind Dinge, die aufgegeben werden?

00:32:14: Teutäu, bis lange noch nicht.

00:32:15: Noch nicht, ne?

00:32:16: Okay.

00:32:17: Also, man muss schon auf die Grundlagen achten.

00:32:22: Also eben Stromversorgung, damit steht und fällt erst mal alles.

00:32:28: Ja, was so passiert ist typischerweise,

00:32:30: dass Messdaten nicht so aus, wir haben viel automatisiert,

00:32:34: dann laufen Skripte, die Messdaten von A nach B schaufeln

00:32:38: und manchmal hakt das im Netzwerk und so.

00:32:40: Dann passiert das eben nicht, sondern dann muss man gucken,

00:32:43: warum das so typischerweise.

00:32:46: Geht auch mal eine von den kommerziellen Uhren kaputt.

00:32:50: Aber nicht die Primäre?

00:32:51: Die primieren noch nicht.

00:32:53: Aber wir müssen aber auch schon mal wechseln.

00:32:56: Unsere Zeitskala, das habe ich jetzt noch gar nicht so genau erläutert.

00:33:04: Das ist eine Atomuhr, die haben wir ausgebildet,

00:33:07: das ist die momentan beste.

00:33:10: Die sind für den Zweck, die liefert das Signal

00:33:14: und das wird gemessen gegen unsere Zäsung von den Uhren.

00:33:19: Und dann kalibrieren wir die täglich.

00:33:21: Also, automatisiert der Prozess natürlich auch wieder

00:33:24: und dann gibt es jeden Tag eine Frequenzkorrektur.

00:33:27: Und dann gibt es dann eben ein Gerät,

00:33:31: das eben genau diese Frequenzkorrektur anbringt

00:33:33: und der Ausgang von dem Gerät ist unsere Referenzzeitskala.

00:33:37: Und die Uhren haben nicht eine ewige Lebensdauer.

00:33:41: Und irgendwann muss man wechseln.

00:33:42: Das passiert dann schon mal.

00:33:44: Wir gucken uns die Betriebsparameter an.

00:33:47: Und wenn dann irgendwas, okay, dann muss man wechseln.

00:33:50: Das ist dann schon alles einmal runtergefahren,

00:33:52: dann wieder hochgefahren.

00:33:54: Aber es darf ja eigentlich keine Unterbrechung sein,

00:33:58: wenn übernehmen die anderen Uhren dann für die, die übernehmen.

00:34:01: Und man kann die ja auch nicht einfach so kaufen

00:34:04: oder einen Bausatz kaufen.

00:34:05: Also, sie müssen die ja auch komplett selber entwickeln, richtig?

00:34:07: Ja, das sind immer zwei Sachen.

00:34:09: Ich habe immer gesagt, es gibt diese kommerziellen Uhren,

00:34:12: die kann man kaufen.

00:34:13: Und das sind eben Uhren, die gibt es auch verschiedene Arten.

00:34:20: Es gibt auch da Zäsium-Uren, das hatte ich schon kurz erwähnt.

00:34:24: Die sind aber nicht so gut,

00:34:25: wie die sind nicht auf die kleinste Unsicherheit gezüchtet,

00:34:29: sondern eben auch auf kompakte Bauformen

00:34:33: und auch auf Dauerbetrieb sind die ausgelegt.

00:34:36: Und dann gibt es noch sogenannte Wasserstoff-Maser,

00:34:40: nennen sich die, die rauschen wenig.

00:34:44: Und das heißt, die wackeln in ihrer Frequenz nicht hin und her.

00:34:48: Die sind sehr, sehr stabil, kurz, aber allerdings nur kurzzeitstabil.

00:34:54: Es ist von der Technik so, dass man hat es nicht in den Griff gekriegt,

00:34:58: dass die Frequenz exakt auf einem Niveau bleibt,

00:35:03: sondern sie driften über lange Zeiten,

00:35:05: also über Tage in ihrer Frequenz weg.

00:35:10: Das heißt, man kann mit ihnen nicht so was wie ein primäres Normal machen,

00:35:14: was eben eine genau definierte Frequenz herausgibt.

00:35:19: Und deswegen kalibrieren wir diese Frequenz,

00:35:22: dieser Wasserstoff-Maser mit unseren Zäsium-Pontinen.

00:35:26: Und das machen wir jeden Tag in einem automatisierten Prozess,

00:35:29: sodass immer eine konstante Frequenz herauskommt.

00:35:33: Also auf jeden Fall ordentlich zu tun und ordentlich Verantwortung auch.

00:35:38: Weil das hatten wir jetzt am Anfang schon mal so ein bisschen.

00:35:40: Es gibt dann ein Funksignal, das wird von einer,

00:35:44: ich habe jetzt diese Bezeichnung gar nicht hier,

00:35:47: DC irgendwas heißt die, das ist eine Antenne.

00:35:51: Und dann geht das raus an alle Funk-Uren.

00:35:54: Genau, der DCF 77, das ist der Langwellensender,

00:35:59: DCF 77, der steht in Mainflingen bei Frankfurt.

00:36:04: Und von dort aus geht das Signal, was eben alle Funk-Uren steuert.

00:36:10: Das ist der klassische Zeitdienst bei uns für Deutschland im Prinzip.

00:36:15: Und das ist der, der es so dimensioniert,

00:36:18: dass der de facto eine Reichweite von 1000 bis 2000 Kilometern hat,

00:36:23: also fast Europa abdeckt.

00:36:25: Das hat seinen Grund darin, dass man eben eine gewisse Leistung braucht,

00:36:28: um eben auch unter ungünstigen Bedingungen

00:36:31: oder mit kleinen Antennen einen zuverlässigen Empfang sicherzustellen.

00:36:37: Ja, und am Senderort betreiben wir auch eine Gruppe von Naturmuhren,

00:36:44: drei Stück, die sich gegenseitig überwachen.

00:36:48: Und von einer von einer nachgeschalteten Elektronik

00:36:53: an diesen angeschlossenen Uhren abgeleitet wird,

00:36:56: dann das Signal, was die Funk-Uren steuert.

00:36:58: Und damit sind wir bei der Zeitumstellung.

00:37:00: Denn die Funk-Uren kriegen natürlich das Signal

00:37:03: und dann einmal im Jahr, zweimal im Jahr.

00:37:05: Zweimal im Jahr?

00:37:07: Kriegen die ein anderes Signal?

00:37:08: Ich habe hier ein Bericht aus dem Jahr 2000 von der, was ist das,

00:37:12: RP, oh Gott, Rheintische Post, oh Gott, bitte, man verzeihe es mir,

00:37:16: ich habe keine Ahnung, ich sehe nur den Link.

00:37:19: Dass es dann sozusagen mit unterzukahus kommt,

00:37:22: die Uhren kriegen das Signal, denken aber, nee, das kann jetzt

00:37:26: alles nicht sein, und dann brauchen sie ein paar Minuten,

00:37:27: bis sie sich dann umgestellt haben, die Funk-Uren,

00:37:31: die man jetzt am Arm trägt oder die irgendwo stehen.

00:37:34: Das ist die Zeitumstellung.

00:37:35: Wie stehen Sie als Meister der Zeit zur Zeitumstellung?

00:37:40: Ja, das gehört zu unserem Job.

00:37:43: Das ist eine gute persönliche Meinung.

00:37:45: Sind Sie eher so, dass Sie sagen, macht mir nichts aus, mir doch egal.

00:37:49: Oder ist das so?

00:37:51: Ich bin ja ein bisschen älter schon,

00:37:54: und ich habe die Einführung mitbekommen als Kind.

00:37:57: Als das 1980 war, glaube ich, losging mit der Zeitumstellung,

00:38:02: fand es spannend, da war es toll, wo die Uhren umgestellt haben.

00:38:06: Das ist schon wahr.

00:38:07: Also, daher habe ich eigentlich so eine positive Meinung

00:38:14: zur Zeitumstellung.

00:38:17: Also, ich merke, ich habe persönlich keine Belastung dadurch.

00:38:22: Ich muss am Sonntag ja auch nicht arbeiten.

00:38:26: Das vollkommen richtig.

00:38:27: Und einmal geht es ja auch in die andere Richtung.

00:38:29: Einmal geht es in die Richtung, einmal in die Richtung.

00:38:33: Okay, dann gehen wir mal davon weg und zu einer Sache,

00:38:36: die man nicht so diskutieren kann, aber die trotzdem wichtig ist.

00:38:39: Es gibt auch eine Schaltsekunde.

00:38:41: Was ist das eigentlich?

00:38:43: Ja, da kommen wir wieder zurück zur Weltzeit.

00:38:45: Man hat die koordinierte Weltzeit,

00:38:49: "UTC", auf Basis von Atomuhren definiert.

00:38:55: Und das ist eben eine Zeitschaler,

00:38:58: die wirklich mit Atomuhrgenauigkeit mit diesen vielen Nachkommastellen

00:39:03: regelmäßig und genau vor sich hintickt.

00:39:06: Man möchte aber allerdings nicht ganz die Erde dabei vergessen.

00:39:11: Und die Erde ist nicht die Erde,

00:39:14: und die Erde ist in ihrer Rotation das Dauer leider nicht so stabil.

00:39:20: Und sie über lange Zeiten bremst sie immer mehr ab.

00:39:23: Und das führt dann dazu,

00:39:25: dass eben 12 Uhr "UTC" nicht mehr genau übereinstimmt

00:39:30: mit 12 Uhr über dem Null Meridian durch Greenwich.

00:39:36: Das ist eben das Klassische, das kennt man noch,

00:39:38: dieses Wort "Greenwich Mean Time", was man noch so kennt.

00:39:41: Und da ist eben das definiert, und das sollte übereinstimmen.

00:39:44: Und dadurch, dass die Erde sich über lange Zeiten abbremst,

00:39:49: läuft das auseinander.

00:39:50: Und man hat eben irgendwann gesagt,

00:39:54: ja, man möchte das innerhalb einer Sekunde halten.

00:39:58: Und wenn das eben die Erde immer weiter abbremst,

00:40:01: sodass mehr als eine Sekunde aufläuft,

00:40:05: wird eine zusätzliche Sekunde eingefügt.

00:40:08: Und das ist diese Schaltsekunde.

00:40:10: Also eine zusätzliche Sekunde in die "UTC"-Zeit eingefügt.

00:40:14: Und dann hat man eben zum Jahreswechsel eine zusätzliche Sekunde.

00:40:19: Und eine andere Möglichkeit ist vom Juni, also am letzten Juni-Tag,

00:40:24: kann man auch eine Schaltsekunde einfüllen.

00:40:26: Ja, und das ist alles auch noch interessant.

00:40:28: Also man weiß, man glaubt ja gar nicht, was das alles gibt.

00:40:30: Es gibt den International Earth Rotation Service.

00:40:33: Die gucken sich eben genau diese Erdrotation an

00:40:35: und gucken eben genau auf diesen Unterschied zwischen "UTC"

00:40:38: und der Erdrotation und legen das dann eben fest,

00:40:44: wenn eine Schaltsekunde eingefügt wird.

00:40:46: Und wir kriegen das mitgeteilt.

00:40:47: Kann man im Internet auch googeln und sich das anschauen.

00:40:52: Es gibt dann Ankündigungen, dann wird eine neue Schaltsekunde eingefügt.

00:40:55: Und das führt mich nämlich zu dem Punkt,

00:40:57: dass diese gesamte Zeitgeschichte auch eigentlich total willvikulich ist.

00:41:02: Sehr verständlich.

00:41:03: Es hat ja nichts realem.

00:41:06: Also natürlich hat die Messung etwas mit sehr realem zu tun.

00:41:09: Also das technische Prinzip ist natürlich vollkommen klar.

00:41:13: Aber die ganze Idee von dieser Zeit

00:41:15: ist einfach irgendwie eine ausgedachte Sache, die wir brauchen.

00:41:19: Völlig.

00:41:20: Ganz ausgedacht nicht.

00:41:21: Es ist eine...

00:41:22: Also man kommt eigentlich von der Ortszeit her.

00:41:26: Man guckt nach, jeder in seinem Ort,

00:41:28: jeder in seinem Dorf, in seinem Stadt,

00:41:30: wann haben wir zwölf Uhr Mittags?

00:41:32: Und dann wird die Kirchsturm-Uhr gestellt, zwölf Uhr Mittags.

00:41:34: Sonne steht am höchsten.

00:41:35: Und das macht jeder.

00:41:37: Das gab es aber gerade in den USA im 19. Jahrhundert,

00:41:43: als die Eisenbahngesellschaften anfingen,

00:41:46: von Ost nach West, ihre großen Eisenbahnlinien zu betreiben.

00:41:51: Schwierigkeiten.

00:41:53: Weil man die Eisenbahn war so schnell,

00:41:56: dass man eben dann eben von einer Ortszeit zu Nächsten gefahren ist.

00:42:01: Und man konnte keine richtigen Fahrpläne machen,

00:42:05: gerade wenn auch verschiedene Linien aufeinanderstoßen.

00:42:07: Da gab es teilweise auch verschiedene Uhren.

00:42:09: Weil jeder Eisenbahngesellschaft hat dann ihre eigene Zeit gemacht.

00:42:13: Und dann ist man irgendwann auf die Idee gekommen,

00:42:15: wir brauchen so ein Zeitzonesystem.

00:42:18: Und weil der Tag 24 Stunden hat,

00:42:20: war es zweckmäßig, die Erde in 24 Stunden einzuteilen.

00:42:25: Und so kommen wir dann eben zu diesem Zeitzonesystem.

00:42:30: Und da kommt natürlich, dass es jetzt so halbwählkürlich,

00:42:33: natürlich ist es wählkürlich,

00:42:34: aber man sieht auch schon eine gewisse Wählkür daran.

00:42:40: Es gibt ja nicht nur volle Stunden,

00:42:42: es gibt auch einige Länder, die haben einen halbstunden Versatz.

00:42:45: Australien zum Beispiel hat drei Zeitzonen.

00:42:47: Die Mittlere hat einen halbstunden Versatz.

00:42:49: Indien hat, glaube ich, auch einen halben Stunden Zeit.

00:42:53: Also das ist auch wieder eine hochwertliche Aufgabe,

00:42:56: jedes Land so, wie es will.

00:42:58: Und dadurch, dass die Dinge, an denen wir uns orientieren,

00:43:05: wie zum Beispiel der Sonnensstand, sind ja eben nicht gesetzt.

00:43:09: Das ist nichts, was exakt immer so stattfindet.

00:43:13: Also das gibt verschiedene Aspekte, die da mit rein spielen.

00:43:16: Und man nimmt sich das und das ist auch total klar,

00:43:18: es ist ja vollkommen nützlich.

00:43:19: Aber es ist eben auch eine menschengemachte Sache.

00:43:22: Es gibt keine absolute Zeit im Universum, oder?

00:43:25: Also diese ganze... - Nein, nein, nein.

00:43:27: Prinzip ist eigentlich gar nicht da, oder?

00:43:29: Ja, es gibt eine Zeit auf die Erde bezogen.

00:43:32: Wir haben unsere, und diese Kunde Länge ist letztendlich abgeleitet,

00:43:36: aus der Erdrotation.

00:43:38: Jetzt gucken wir mal kurz noch zum Richtung Ende,

00:43:42: gucken wir mal in die Zukunft.

00:43:43: Also jetzt am Anfang schon ein bisschen optische Frequenz, Messungen.

00:43:50: Was ist denn der Vorteil bei solchen Systemen?

00:43:52: Wo wird es denn hingehen?

00:43:55: Der Vorteil ist, wenn man sich die Ohrenentwicklung anschaut.

00:44:01: Ich fange mal an, also von dem Mittelalter

00:44:04: gab es die ersten mechanischen Ohren.

00:44:07: Dann im Laufe der Jahrhunderte wurden die mechanischen Ohren

00:44:10: immer verbessert.

00:44:10: Da hat man schwingende Systeme drin von typischer Weise einem Herz,

00:44:14: also eine Schwingung pro Sekunde ungefähr,

00:44:17: so Pendel-Uhr, wenn man sich sowas vorstellt.

00:44:19: Die sind so in dieser Größenordnung.

00:44:21: Dann kamen die Quarz-Ohren.

00:44:22: Also ist man dann in die Kiloherzen, 10 Kiloherzen und so weiter Frequenzen.

00:44:27: Das heißt, man hat höhere Frequenzen gewählt

00:44:29: oder schwingende Systeme mit immer höheren Frequenzen.

00:44:34: Und damit kriegt man hergehend eine höhere bessere Genauigkeit.

00:44:39: In den 1950er Jahren war Mikrowellentechnik verfügbar.

00:44:43: Lasertechnik noch nicht, aber Mikrowellentechnik schon.

00:44:45: Also hat man dann eben bei den ersten Atomohren

00:44:48: geschaut, welche Atomahlenübergänge kann ich mir anschauen

00:44:51: mit dieser Mikrowellentechnik und so ist man auf die Cesium-Definition gekommen.

00:44:55: Und da hat man aber nicht aufgehört.

00:44:58: Man hat eben die Entwicklung ging weiter.

00:45:00: Lasertechnik kamen.

00:45:01: Man hat stabilisierte Laser, kann man mittlerweile betreiben.

00:45:05: Sehr gut.

00:45:06: Und kann damit auch optische Übergänge in Atomcharakterisieren.

00:45:11: Und der Vorteil ist eben, dass viele Unsicherheitsbeiträge,

00:45:14: die die Messung beeinflussen,

00:45:17: die skalieren eben nicht mit der Frequenz

00:45:20: und einfach durch Simples erhöhen.

00:45:23: Oder wenn ich zu höheren Frequenzen gehe,

00:45:25: kriege ich kleinere Unsicherheiten.

00:45:28: Und das ist dann eben so, was mir die Technik gerade hergibt.

00:45:32: Da versucht man eben auch dann, entsprechende Uhren zu realisieren.

00:45:38: Und jetzt sind wir sozusagen im optischen Zeitalter angekommen.

00:45:42: Gibt es schon erste Uhren, die so auch funktionieren?

00:45:46: Ist das schon ein Prinzip, was irgendwo angewendet wird?

00:45:49: Also diese optischen Unsicherheiten,

00:45:52: erst mal fantastisch für Grundlagenforschung.

00:45:55: Da guckt man sich an, ob Naturkunstanten veränderbar sind.

00:45:58: Sie helfen auch bei dieser Suche nach dieser Dark Matter.

00:46:05: Und bei solchen Themen, da sind sie wirklich heiße Kandidaten

00:46:11: und werden auch eingesetzt.

00:46:12: Es gibt auch in dem internationalen Verbund

00:46:18: auch schon Listen von optischen Frequenzen,

00:46:23: die als sogenannte Secondary Representation of the Second

00:46:27: verwendet werden.

00:46:29: Und sind da schon im Prinzip in der gleichen Liga wie die Zäsiumfontänen mit.

00:46:36: Und sie werden eben charakterisiert.

00:46:38: Und es tragen auch schon optische Uhren zur Weltzahl bei.

00:46:41: Aber es ist eben, das war jetzt gerade kurz der Gedankensprung,

00:46:47: was ich jetzt erst mal machen musste.

00:46:49: Es hat dann natürlich nichts mehr mit dem Zäsium zu tun,

00:46:52: sondern das gesamte Verfahren ist dann anders.

00:46:54: Das heißt, man müsste dann eben auch an der Definition rütteln.

00:46:59: Weil plötzlich ist es dann nämlich nicht mehr das 9 Mrd. 102.

00:47:04: Genau, genau.

00:47:06: Das ist eben genau eine Diskussion, die jetzt gerade geführt wird.

00:47:09: Es werden Roadmaps geschrieben, was ...

00:47:13: Es werden Kriterien, oder es wurden Kriterien aufgestellt,

00:47:18: was muss eine optische Uhr oder was müssen optische Uhren liefern,

00:47:22: damit sie irgendwann mal die Sekundendepinition übernehmen können.

00:47:27: Und dann wird man auf ein anderes System oder auf ein anderes Verfahren übergehen.

00:47:33: Und das ist gerade in der Diskussion, wie genau das gemacht wird

00:47:37: und welche Qualität die optischen Uhren dann haben müssen.

00:47:41: Es bleibt also spannend.

00:47:43: Und wenn es denn dann soweit kommt,

00:47:45: dass optische Uhren hier auch in Braunschweig stehen und mit dazu ...

00:47:49: Das machen Sie. - Das machen Sie.

00:47:51: Schön, dass Sie es tragen, aber noch nicht zur Weltzeit bei, oder?

00:47:55: Nein, nein. - Aber wenn es passieren sollte,

00:47:58: dass das 9 Mrd. Zäsium Geschichte ersetzt wird,

00:48:03: dann, dass der Werbelog in einer Sache,

00:48:05: liest man das natürlich bei golem.de und die Info darüber werden,

00:48:09: wenn natürlich aus Braunschweig bekommen,

00:48:11: von Herrn Dr. De Pista von der Arbeitsgruppe "Zeitübertragung".

00:48:15: Vielen Dank für Ihre Zeit und dass Sie uns das so schön ausführlich erklärt haben.

00:48:19: Und ich gucke mir jetzt noch ein paar Atomuhen an und sage tschüss.

00:48:23: Bis zum nächsten Mal.