Die genauste Uhr, die je in der Schweiz hergestellt wurde, steht seit 2004 in einem Labor des Bundesamts für Metrologie METAS. In 30 Millionen Jahren wird diese Uhr höchstens eine Abweichung von einer Sekunde zur aktuellen Zeit aufweisen.

Sie ist eine der fünf Atomuhren im Zeit- und Frequenzlabor, das mit 45 gleichen Instituten und insgesamt 250 Atomuhren auf der ganzen Welt zusammenarbeitet. Diese Uhren liefern die Daten, aus welchen die UTC (Coordinated Universal Time oder Koordinierte Universalzeit) berechnet wird. Auf der Grundlage der UTC werden alle Zeitzonen auf der ganzen Welt berechnet.

Während eine mechanische Uhr die Schwingung eines Pendels benützt, um die Zeit in gleiche Intervalle aufzuteilen, nützt die Atomuhr die Schwingungen von Atomen in einem Magnetfeld. Die Frequenz dieser atomaren Schwingungen ist immer gleich, weshalb sie sich als Standard für die Zeitdefinition eignen.

Die erste Atomuhr wurde 1949 in den USA gebaut. Seither wurde die Genauigkeit der Atomuhren erheblich verbessert. Früher schwangen die Atome so schnell, dass sie nur über eine ganz kurze Zeit beobachtet werden konnten, was die Genauigkeit der Uhren beeinträchtigte.

Für die neuste Generation Atomuhren werden in einer Vakuumkammer die Atome mit Hilfe von Laserstrahlen abgekühlt und anschliessend durch magnetische Felder «angeregt», bis sie gleichmässig zu schwingen beginnen. Diese Oszillationen werden zur Bestimmung einer Sekunde herangezogen, die definitionsgemäss 9’192’631’770 Schwingungen dauert.

Eine solche Genauigkeit scheint auf den ersten Blick übertrieben zu sein. Neben der Zeitangabe erfüllen die Atomuhren jedoch noch weitere Funktionen: So basieren etwa Satellitennavigationssysteme auf Atomuhren. Je besser diese Uhren synchronisiert sind, desto genauer sind die Angaben, welche die Navigationssysteme liefern können. Ausserdem ermöglichen die Daten der Atomuhren eine Synchronisation von Teleskopen auf der ganzen Welt. Auf diese Weise können die Vergrösserungsfunktionen der einzelnen Teleskope gebündelt und optimale Ergebnisse erzielt werden.

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