Braunschweig. Zwischen Deutschland, England und Frankreich existiert eine Art Autobahn für optische Frequenzen. Das Glasfasernetz dient bisher zum Vergleich von Frequenzen zwischen Metrologieinstituten, etwa aus optischen Atomuhren. Nun haben die Autoren einer Studie unter Beteiligung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gezeigt, wie ultrastabile Laserfrequenzen aus den Metrologieinstituten per Glasfaser anderen Anwendern zugänglich gemacht werden können. Das berichtet die PTB in einer Pressemitteilung. Das internationale Forscherteam unter Leitung des britischen Metrologieinstitutes National Physical Laboratory (NPL) beweist darin, dass die extrem hohe Frequenzstabilität der eingesetzten ultrastabilen Laser auch bei der langen Reise zwischen ihren Instituten fast verlustfrei übertragen werden kann. Dies bestätigt die großen Hoffnungen, die auf dieser Art von Frequenztransfer liegen.
Dieses tausende von Kilometern lange Glasfasernetz unterscheidet sich von den gängigen Netzen, die wir im Alltag kennen, da es gespickt ist mit Hightech-Einrichtungen. Es wird zudem in einer internationalen Forschungskooperation betrieben. An der aktuellen Studie sind 32 Forscher aus fünf Institutionen beteiligt. Aufgebaut wurde das Glasfasernetz speziell zum Vergleich der nächsten Generation von Atomuhren. Diese ermöglichen noch genauere Zeitmessung, noch genauere Test von Fundamentalkonstanten und ganz neue Anwendungen etwa in der Geodäsie.
In einer optischen Atomuhr ist ein ultrastabiler und präziser Laser entscheidend. "Die Stabilität unseres Referenzlasers entspricht auf die Entfernung zwischen Erde und Sonne einer Unsicherheit von weniger als der Breite eines Haares", veranschaulicht PTB-Physiker Sebastian Koke. Das Team hat nun demonstriert, dass sie diese hohe Präzision auch beim Transport in weit entfernte Orte aufrechterhalten kann. Dies bestätigt nicht nur, dass Netzwerke aus optischen Glasfasern für Vergleiche optischer Atomuhren geeignet sind, sondern eröffnet auch den sehr viel breiteren, effizienteren Einsatz dieser "Forschungsinfrastruktur der Spitzenklasse“. Was bisher nur an einigen wenigen nationalen Metrologieinstituten möglich war, könnte nun einer viel größeren Forscher-Gemeinschaft nützen.
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