Ein internationales Forscherteam hat einen entscheidenden Schritt hin zu einer neuen Generation von Atomuhren gemacht. Am European XFELRöntgenlaser, verwendeten die Forscher Scandium, um einen genaueren Impulsgenerator mit einer Genauigkeit von einer Sekunde in 300 Milliarden Jahren zu entwickeln, etwa tausendmal genauer als heutige Standard-Atomuhren auf Cäsiumbasis.
Atomuhren sind die genauesten Zeitmesser der Welt. Atomuhren strahlen Mikrowellen auf Cäsiumatome und passen die Strahlungsfrequenz an, um die Mikrowellenabsorption zu maximieren, was Experten als Resonanz bezeichnen. Mit Hilfe der Resonanz kann der mikrowellenerzeugende Quarzoszillator stabil bleiben, sodass die Cäsiumuhr 300 Millionen Jahre lang auf eine Sekunde genau geht.
Das Team hat nun herausgefunden, dass das Element Scandium als hochreine Metallfolie oder als Verbindung Scandiumdioxid leicht erhältlich ist. Diese Resonanz erfordertRöntgenmit einer Energie von 12,4 keV und einer Breite von nur 1,4feV. Dies entspricht 140 Billiardstel Elektronenvolt, also nur 10 Billiardstel der Anregungsenergie.
"Bis jetzt neinRöntgenDie Quelle konnte innerhalb der schmalen 1,4-feV-Linie von Scandium hell genug leuchten."sagt der Wissenschaftler Anders Madsen.
Das Team bestrahlte eine 0,025 mm dicke Scandiumfolie mit einem Röntgenlaser und entdeckte das charakteristische Nachleuchten des angeregten Kerns, das ein klarer Beweis für die extrem schmalen Resonanzlinien von Scandium ist.