Ist der Laser beispielsweise so eingestellt, dass er jeweils exakt eine Million Schwingungen abwartet, blitzt er etwa hundert Millionen Mal pro Sekunde – eine Abfolge, die sich leicht messen lässt. “Jeder handelsübliche PC kann eine Milliarde Schwingungen pro Sekunde zählen”, erläutert der Physiker Thomas Udem, der an dem Projekt arbeitet. Aus der Zahl der Blitze errechnen die Forscher dann die genaue Zahl der Schwingungen der ursprünglichen Lichtwelle.
Bislang stand für die Messung schneller Schwingungen Udem zufolge nur ein sehr teures und sehr aufwendiges Verfahren zur Verfügung, das zudem nicht immer zuverlässig funktionierte. An der Messung von Frequenzen sind Physiker deshalb so stark interessiert, weil sie besonders genau ist. “Alles andere ist um Klassen ungenauer”, sagt Udem.
Die “ultrapräzise Synthese und Messung optischer Frequenzen” dient unter anderem als Werkzeug zur Überprüfung einer der präzisesten Theorien der Physik, der so genannten Quantenelektrodynamik. Darüber hinaus seien bereits eine ganze Reihe Anwendungen in greifbare Nähe gerückt, heißt es in der Nominierung zum Zukunftspreis. So erlaube die Münchner Technik den Bau “optischer Uhrwerke”, die das Licht von Atomen als eine Art Pendel verwenden und tausend Mal genauer gehen sollen als herkömmliche Atomuhren. “Mit Hilfe solcher Uhren kann man zum Beispiel bessere Satellitennavigationssysteme implementieren”, erläutert Hänsch.
Eine bedeutende Rolle könnten die optischen Uhrwerke insbesondere in der Kommunikationstechnik spielen, wo sie mit ihrem schnellen Takt in künftigen Glasfasernetzen für Ordnung im Datenverkehr sorgen sollen. Udem zufolge werden weltweit entsprechende Uhren auf Basis der Münchner Technik bereits gebaut, unter anderem in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig.
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