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Die Atomuhr
Um eine möglichst exakte Zeit zu bestimmen, werden Caesiumatome in verschiedenen energetischen Zuständen gemessen:
Die Cs-Atome werden in einem Ofen verdampft und magnetisch sortiert, wodurch nur Atome eines niedrigen energetischen Zustands in den sog. Hohlraumresonator gelangen. In diesem werden die Atome durch Bestrahlung mit einem Mikrowellenfeld animiert, ihren Zustand zu wechseln. Die Atome, die ihren Zustand gewechselt haben, werden nun in einer speziellen Kammer aufgefangen. Da die aufgefangene Menge bei einer bestimmten Frequenz des Mikrowellenfeldes am größten ist; wird die Frequenz gehalten und gezählt.
Nach exakt 9 192 631 770 Periodendauern ist schließlich eine Sekunde verstrichen.
Im Laufe eines Jahres beträgt die Abweichung dieser Uhr höchstens 25-12 milliardstel Sekunden relativ zu einer idealen Uhr. Bei einer Quarzuhr beträgt die Abweichung einige Sekunden pro Monat, mechanische Armbanduhren haben deutlich größere Abweichungen.
Wichtige internationale Zeitzeichensender
Um die exakte Uhrzeit aus einer Atomuhr z.B. an Funkuhren (Funkarmbanduhren, Funkwanduhren oder Funkwecker) zu übertragen aber auch an Radio- und TV-Sender gibt es weltweit die unterschiedlichsten Zeitzeichensender.
Die bedeutendsten, die dieses Signal öffentlich zur Verfügung stellen sind:
- DCF77 (Deutschland) in Mainflingen in Hessen
- MSF (Großbritannien) in Anthorn
- JJY (Japan)
- WWV (USA) in Fort Collins
- WWVH (USA) auf Hawaii
- BPC (China) in Shangqiu
Sog. Multifrequenz-Funkuhren können das Signal mehrerer Zeitzeichensender (meist DCF, MSF, JJY und WWV) empfangen und somit in weiten Teilen der Erde die Uhrzeit synchronisieren.
Eine absolute Weltneuheit ist die Astron GPS Solaruhren Serie. Die Seiko Astron Uhren
stellen die Uhrzeit überall auf der Welt sekundengenau über einen GPS-Empfänger in der Uhr ein, der die Position sofort mit der hinterlegten Zeitzone synchronisiert. Eine technische Sensation und damit die ultimative Weltzeituhr, die unabhängig von Zeitzeichensendern überall funktioniert.