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.