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id: thorium-kernuhr-2024
title: Ein Übergang im Thoriumkern wird 2024 direkt an einer Atomuhr gemessen
date: '2024-09-04'
datePrecision: day
dateSources:
  - s2
  - s3
summary: >-
  Im September 2024 wurde die Frequenz eines Übergangs im Atomkern von
  Thorium-229 direkt mit einer Atomuhr verglichen. Die Anordnung enthält nach
  NIST alle wesentlichen Techniken einer Kernuhr, ist aber selbst noch keine.
themeId: theme-kernuhr
seeAlso:
  - id: cgpm-ende-der-schaltsekunde-2022
    note: >-
      Dort wird die Atomzeit mit der Erddrehung abgeglichen, hier ein möglicher
      Nachfolger der Atomuhr gemessen.
verification: verified
sources:
  - key: s1
    title: >-
      Frequency ratio of the 229mTh nuclear isomeric transition and the 87Sr
      atomic clock (Preprint, Zhang et al.)
    publisher: arXiv
    url: https://arxiv.org/pdf/2406.18719
    accessedAt: '2026-10-07'
  - key: s2
    title: Major Leap for Nuclear Clock Paves Way for Ultraprecise Timekeeping
    publisher: National Institute of Standards and Technology (NIST)
    url: https://www.nist.gov/news-events/news/2024/09/major-leap-nuclear-clock-paves-way-ultraprecise-timekeeping
    accessedAt: '2026-10-07'
  - key: s3
    title: Die erste Atomkern-Uhr der Welt
    publisher: TU Wien
    url: https://www.tuwien.at/tu-wien/aktuelles/news/news/die-erste-atomkern-uhr-der-welt
    accessedAt: '2026-10-07'
  - key: s4
    title: Nuclear clock ticks ever closer
    publisher: Physics World (IOP Publishing)
    url: https://physicsworld.com/a/nuclear-clock-ticks-ever-closer/
    accessedAt: '2026-10-07'
  - key: s5
    title: Breakthrough in Nuclear Clock research featured on title page of 'Nature'
    publisher: LMU München, Fakultät für Physik
    url: https://www.med.physik.uni-muenchen.de/aktuelles/nuclear-clock-breakthough/index.html
    accessedAt: '2026-10-07'
disputed:
  - claim: Nature-Ausgabe mit der Arbeit
    positions:
      - value: 4. September 2024
        source: s2
      - value: 5. September 2024
        source: s5
    resolution: >-
      Kein Widerspruch: Online erschien die Arbeit am 4. September 2024 (s2), im
      Heft Nature 633 am 5. September (s5).
provenance:
  origin: recherche
  model: beschaffer:sonnet
  createdBy: '/research (Musterlauf: wissenschaft)'
  reviewedBy: research
  reviewedAt: '2026-10-07'
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Am 4. September 2024 veröffentlichte die Zeitschrift Nature eine Arbeit, an der
Thorsten Schumm von der TU Wien und Jun Ye vom JILA in Boulder beteiligt
waren.[^s2] Sie verband den Übergang im Thoriumkern direkt mit der Frequenz
einer Strontium-87-Atomuhr.[^s1][^s4] Die Thoriumkerne steckten dabei in einem
Kristall aus Calciumfluorid.[^s4] Angeregt wurden sie mit einem Frequenzkamm im
Vakuum-Ultraviolett, den das Team aus einem Kamm im Infraroten erzeugte.[^s4]
Das Verhältnis der beiden Frequenzen bestimmte die Gruppe auf zwölf Stellen
genau zu 4,707072615078.[^s5]

Eine Kernuhr würde die Zeit an Vorgängen im Atomkern messen und wäre damit
weniger anfällig für äußere Störungen, möglicherweise auch genauer als eine
Atomuhr.[^s2] Ende der 1970er-Jahre stellten Physiker fest, dass Thorium-229 die
kleinste Energielücke aller Atome hat.[^s4] Im April desselben Jahres hatten
Forschende der TU Wien und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt den
Übergang erstmals gezielt mit einem Laser angeregt.[^s3][^s1] Damals ließ sich
die Frequenz nach Schumm auf einige Gigahertz genau bestimmen, jetzt auf
Kilohertz.[^s3] NIST beziffert die Steigerung gegenüber der vorherigen, auf der
Wellenlänge beruhenden Messung auf das Millionenfache.[^s2]

Nach NIST ist die Laboranordnung noch keine fertige Kernuhr, enthält aber alle
wesentlichen Techniken dafür.[^s2] Die TU Wien spricht in ihrer Mitteilung von
der ersten Atomkern-Uhr, räumt aber ein, dass sie noch nicht genauer misst als
eine gewöhnliche Atomuhr.[^s3] Die systematischen Unsicherheiten des
Frequenzverhältnisses wollen die Autoren in späteren Arbeiten untersuchen.[^s1]
NIST nennt die Nature-Ausgabe vom 4. September, die LMU München die vom 5.
September, auf deren Titelseite die Arbeit stand.[^s2][^s5]

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