Atomuhr aus Lutetium: Neuer Rekord mit 55 Milliarden Jahren Genauigkeit
Veröffentlicht am: 25.09.2026 um 13:55 Uhr | dpa, AD HOC NEWS
Forscher der Universität Singapur haben eine auf Lutetium basierende Atomuhr vorgestellt, die erst nach 55 Milliarden Jahren eine Abweichung von einer Sekunde zeigen würde.
Rekord bei der Zeitmessung
Damit sei die Uhr zehnmal genauer als die bislang besten Atomuhren, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“. Zum Vergleich: Das Universum ist etwa 13,8 Milliarden Jahre alt.
Atomuhren sind unter anderem für Satellitennavigation, Internet, Börsenhandel und Stromnetze wichtig. Bereits Abweichungen von einer Mikrosekunde können bei der Ortung Fehler von mehreren hundert Metern verursachen.
Laser hält einzelne Ionen fest
Im Zentrum einer solchen Uhr steht ein elektrisch geladenes Atom, ein Ion. Elektrische Felder halten es in einer Vakuumkammer fest; ein Laser regt ein Elektron auf ein höheres Energieniveau an, während ein zweiter Laser den Vorgang kontrolliert und die Strahlung nachjustiert.
Die Schwingungen des Lasers dienen als Pendel der Uhr. Bei einer Cäsium-Atomuhr sind es 9.192.631.770 Schwingungen pro Sekunde. In der Lutetium-Uhr schwingt die Laserstrahlung 353,6 Billionen Mal pro Sekunde.
Unempfindlicher gegen äußere Einflüsse
Nach Angaben der Forscher reagiert die Lutetium-Uhr deutlich weniger empfindlich auf Temperaturänderungen und Magnetfelder als andere Atomuhren. Murray Barrett von der Universität Singapur sagte, sie bleibe sogar stabil, wenn man sie vom Death Valley zum Hochplateau der Antarktis bringe.
Höhenunterschiede werden messbar
Zur Bestimmung der Genauigkeit verglich das Team zwei baugleiche Uhren. Dabei zeigte sich, dass bereits ein Höhenunterschied von fünf Millimetern einen messbaren Unterschied verursachte und korrigiert werden musste.
Grund ist die Relativitätstheorie: Weil die Erdschwerkraft mit der Höhe abnimmt, laufen Uhren in größerer Höhe geringfügig schneller. Die Forscher sehen darin auch eine mögliche Anwendung, etwa zur Beobachtung von Magmakammern unter Vulkanen oder zur Kartierung von Rohstoffvorkommen.
Miniaturisierung als nächster Schritt
Für solche Einsätze sind die Uhren bislang zu groß und zu aufwendig. Die Forscher wollen das System deshalb miniaturisieren und eine transportable Lutetium-Atomuhr entwickeln.
Präzision als Grundlage moderner Systeme
Atomuhren sind keine bloßen Laborinstrumente. Ihre Signale bilden die zeitliche Grundlage für Satellitennavigation, Telekommunikation, Finanzsysteme und die Synchronisierung von Stromnetzen. Je stabiler die Zeitbasis, desto genauer lassen sich technische Abläufe koordinieren.
Die neue Lutetium-Uhr verschiebt dabei vor allem die Grenze der messbaren Genauigkeit. Entscheidend ist nicht, dass Alltagsuhren künftig 55 Milliarden Jahre ohne Korrektur laufen, sondern dass kleinste Veränderungen in Frequenz, Höhe und Gravitation erfasst werden können. Ein Höhenunterschied von wenigen Millimetern wird damit zu einer messbaren physikalischen Größe.
Geophysik und Relativität
Diese Empfindlichkeit verbindet Präzisionszeitmessung mit Geophysik. Unterschiede im Schwerefeld können Hinweise auf unterirdische Strukturen, Bewegungen von Magma oder Veränderungen großer Wassermassen liefern. Solche Anwendungen befinden sich noch in der Entwicklung und setzen kompaktere, transportable Geräte voraus.
Für die Grundlagenphysik eröffnet die Uhr zudem genauere Tests der Relativitätstheorie und möglicher zeitlicher Veränderungen fundamentaler Naturkonstanten. Kurzfristig dürfte der praktische Nutzen daher vor allem in spezialisierten Forschungslaboren liegen; langfristig könnte die Miniaturisierung jedoch Messverfahren außerhalb großer Labore ermöglichen.
