Technische Zeitnormale

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Bereits im 18. Jahrhundert war die Technik zur Kompensation von Störungen des isochronen Laufs einer Pendeluhr soweit fortgeschritten, dass wiederholt der Vorschlag erging, das Urmaß der Länge als Länge desjenigen Pendels zu bestimmen, das für eine Halbschwingung eine Sekunde benötigte [Heuser 1839, 4]. Der Vorteil dieser Regelung bestand darin, Abweichungen durch kumulative Messungen beliebig exakt eingrenzen zu können, der Nachteil jedoch, dass der Pendeltakt vom Breitengrad abhängig war. Eine vom französischen Nationalkonvent 1790 eingesetzte Expertenkommission plädierte schließlich auch gegen das Sekundenpendel und für die Vermessung eines Meridianquadranten als Grundlage für den Ur-Meter.

Gleichwohl setzte sich das Sekundenpendel als Frequenznormal in Präzisionspendeluhren durch, die die Positionsbestimmung in der Seefahrt im 18. Jahrhundert revolutioniert hatten und bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts für den Zeitdienst im gesetzlichen Auftrag und für astronomische Beobachtungen gebaut wurden. Die Genauigkeit dieser Uhren wurde erst im Laufe der 50er Jahre durch Quarzuhren übertroffen, dies schließlich gleich um drei Zehnerpotenzen, womit die Ära mechanischer Präzisionsuhren abrupt abbrach.

Ebenfalls in den 50er Jahren erlebte die Entwicklung von Atomuhren durch die Verwendung von Caesiumatomen im Regelkreis zur hochgenauen Stabiliserung der Frequenz eines Quazoszillators ihren Durchbruch. In diesem Zusammenhang konnte die Zeiteinheit von der 11. CGPM schließlich 1967 anhand einer bestimmten Schwingung eines Cäsiumatoms neu festgelegt werden: Eine solche Atomsekunde entspricht der Dauer von 9 192 631 770 ihrer Perioden. Die genauesten Atomuhren sind z.Z. sogenannte Cäsium-Fontänen-Uhren mit einer Standardabweichung kleiner als 10-15. Wegen einer entsprechend höheren Frequenz des Lichts kann eine „optische Atomuhr “ noch einmal um den Faktor 100 genauer sein.