Die aktuelle Definition einer Sekunde ist hier angegeben, und ich habe auf der BIPM- Website eine Präsentation gefunden , in der Pläne zum Wechsel zu einer "besseren" Definition einer Sekunde erörtert werden. Die Präsentation finden Sie hier . Es ist geplant, eine neue Definition zu verwenden, die auf "einem optischen Übergang" basiert. Inwiefern greift die aktuelle Definition zu kurz? Die BIPM-Präsentation versucht zu erklären, warum wir eine neue Definition brauchen, aber ich habe nicht den Hintergrund, um sie zu verstehen.
Als Faustregel gilt, dass die relative Stabilität und Präzision, die Sie mit jedem Oszillator erreichen können, durch die Anzahl der Perioden begrenzt ist, für die Sie Ihr System beobachten können. Für die aktuelle Definition einer Sekunde liegt der Oszillator bei etwa einem Mikrowellenübergang . Da das Einfangen der Atome die Energieniveaus verschiebt, müssen Sie sie aufspannen und messen, wenn sie wieder herunterfallen, was bedeutet, dass die effektive Interaktionszeit in der Größenordnung von Sekunden liegt.
Andererseits würde die Verwendung eines Übergangs im optischen Teil des Spektrums die Beobachtungszeiten in etwa der gleichen Größenordnung halten, aber die Frequenz der Strahlung bis zu etwa erhöhen . Wie Gill betont, würde dies um zwei oder drei Größenordnungen niedrigere Unsicherheiten bedeuten, einfach weil Sie eine viel größere Anzahl von Perioden beobachten.
Die Definition einer Sekunde ist in Ordnung, genauso wie für das, was wir jetzt tun. Die Cold-Ion-Clock-Technologie ist jedoch tatsächlich nahe an dieser grundlegenden Grenze. Wie die Präsentation zeigt (Seite 3), haben optische Uhren viele der technischen Gründe überwunden, die es schwierig machen, mit ihnen zu arbeiten, sowie einige grundlegende Probleme, die durch den Frequenzkamm gelöst wurden, um zu Fontänenuhren aufzuschließen. Es ist daher an der Zeit zu fragen, ob wir optische Übergänge nicht zum grundlegenden Standard machen und aufhören sollten, sie mit einer (weniger genauen) Brunnenuhr zu kalibrieren.