Präzisions-Thermometer Auf 0,00000000003 Grad genau
Es gibt verschiedene Wege, um die Temperatur zu messen. Klassische Thermometer nutzen die Tatsache, dass sich Festkörper, Gase und Flüssigkeiten ausdehnen, wenn es wärmer wird. Auch die elektrische Leitfähigkeit hängt von der Temperatur ab, weshalb sie sich ebenfalls zur Messung eignet.
Physiker der University of Adelaide haben nun ein Präzisionsthermometer entwickelt, das zur Messung rotes und grünes Licht nutzt. Damit ließen sich Temperaturunterschiede von nur einem 30-Milliardstel Grad erfassen, schreiben Andre Luiten und seine Kollegen im Fachblatt "Physical Review Letters" .
"Wir glauben, dass es sich um das beste je gebaute Thermometer für Messungen bei Zimmertemperatur handelt", sagt Luiten. Nur bei Temperaturen nahe das absoluten Nullpunktes bei -273 Grad Celsius seien noch präzisere Messungen möglich.
Das Thermometer arbeitet mit rotem und grünem Licht, das in eine Kristallscheibe geleitet wird. Die Geschwindigkeit der beiden Lichtstrahlen unterscheidet sich minimal, wobei der Unterschied von der Temperatur abhängt. Dies nutzen die Physiker für ihre Messung aus.
"Wenn der Kristall wärmer wird, wird das rote Licht im Vergleich zum grünen etwas langsamer", erklärt Luiten. Man lasse das Licht Tausende Male durch den Kristall laufen und könne so den Geschwindigkeitsunterschied präzise bestimmen. Eine Messung dauere etwa eine Sekunde und sei dreimal genauer als bislang genutzte Verfahren.
Die Methode soll sich nach Angaben der Forscher prinzipiell auch für andere Präzisionsmessungen eignen, etwa der Größen Druck, Feuchtigkeit oder Kraft. Genaue Messungen werden in der Physik immer wieder benötigt, zum Beispiel bei der Zeitmessung. Erst damit sind Satellitenavigation und präzise Erdvermessungen möglich.
Im August 2013 hatten US-Physiker über eine besonders stabil laufende Atomuhr berichtet, deren Schwingungen nur um den Faktor 0,0000000000000000016 variieren. Eine im Januar vorgestellte Strontium-Gitteruhr stellte einen neuen Präzisionsrekord auf. Sie geht erst nach fünf Milliarden Jahren um eine Sekunde falsch.
