Unser Thema heute ist … Gleich sieht man es.
Ich interessiere mich für Themen, die mit Präzision zu tun haben und unsere Mittel erlauben uns einen schärferen Blick,
wie Mikroskope mit einer guten Auflösung.
Sie wissen, was man alles Unglaubliches entdeckt, wenn man eine doppelte Auflösung hat oder so ähnlich.
Und manche Dimensionen sind …
Aha!
Es funktioniert, ich …
Es könnte länger dauern.
Wir werden ein Experiment durchführen.
Es geht um ein allgemeines Thema, das aber einige Besonderheiten aufweist.
Ein Bereich, wo Nobel keinen Wert hat.
Man erkennt das sehr einfach, wenn man etwas kauft, und zwar in einer Universitätsstadt, nicht weit von Boulder.
Bei einem anderen Thema geht es um Menschen, die den absoluten Respekt verdienen.
Charles Townes, den wir, wie Sie wissen, dieses Jahr verloren haben.
Er war nur wenige Monate von der 100er-Marke entfernt.
Also, ich will damit nicht sagen, dass ich ein enger Freund von Charlie Townes war,
aber mein Anfang war bescheiden, schüchtern den Mädchen an der High School gegenüber, und ich war ein Einzelgänger.
So ging das weiter.
Ein Thema, das ich mag, ist Metrologie.
Es ist einfach faszinierend zu sehen, wie gut man etwas messen kann.
Und nicht alles muss perfekt gemessen werden.
Ein Stück Holz wird bspw. seine Dimension bei Feuchtigkeit ändern.
Aber die Dinge, die gemacht werden, und zwar gut durchdacht, können einem viel beibringen.
So kam uns der Gedanke, Längen zu messen, das war ein gutes Unterfangen, und wir haben eine Möglichkeit und eine Längendefinition
von den Menschen aus Kreta bis zu Beiträgen der heutigen Wissenschaft und wir haben uns von einem Parameter getrennt,
den wir zuvor als notwendig erachteten.
Und jetzt wird die Längendefinition per Frequenzen dargestellt.
Wie Sie sicher wissen ist die Wahl, Messungen mit Frequenzen durchzuführen, die richtige Wahl.
Sie erhalten dadurch die höchstmögliche Auflösung.
In der Tat erfolgt die Auflösung jetzt auf 18 Zehnerpotenzen genau.
18 Zehnerpotenzen, Steve Chu hat bereits erwähnt, was das bedeutet.
Die Zeit vom Beginn des Universums zur Gegenwart, unterteilt in 10^18 Teilen, gibt Ihnen eine Sekunde oder eine halbe Sekunde Abweichung.
Also, wovon hängt das ab?
Ich habe vor meiner Pensionierung für das Nationale Institut der Standards und Technologie gearbeitet.
Und zu dieser Zeit gab es noch sieben Grundeinheiten.
Die Grundeinheiten hatten wahrhaft weise Köpfe im Jahre 1875 definiert.
Alle dachten damals, sie würden das Universum verstehen.
Und sie dachten, dass die sieben grundlegenden Parameter ausreichend wären für Metrologie,
für alles das, was Menschen kreieren könnten.
Nun, meine eigene Gruppe war am Arbeiten daran – so wie auch andere Gruppen in anderen Labors.
Ich werde dieses Bild mehrmals verwenden.
Normalerweise verläuft auf dieser Achse die Zeit, und hier kommt die Ungenauigkeit.
Nach unten ist alles gut auf dieser Achse und Sie sehen, dass sie bei der ersten Einführung der Atomuhr im Jahr 1950
entwickelt wurde und schließlich 1967 als Standard eingerichtet wurde mit den nachfolgenden Verbesserungen.
Die Laserkühlung von Steve Chu und Bill Philips und anderen erfolgte in dieser 1995-Epoche und hatte einen großen Einfluss,
vor allem auf uns Optik-Leute, die mit diesen höheren Frequenzen sehen konnten.
Um ein Zehntel höher, Hunderttausend als Faktor.
Dann gibt es noch mehr Klicks pro Sekunde und so können wir die dementsprechende Auflösung erhalten,
wenn es uns gelingt, die Technologie zu verbessern.
Das ist schwierig. Es dauert lange und wir hatten anfangs keine sehr gute Lernkurve.
Aber dann kam die Integration der Laserkühlung.
Sie hat uns in diesen Bereich geführt, mit einem einzelnen gefangenen Ion, das sich nicht bewegen oder vibrieren kann.
Und Strontium-Atome, eine meiner Favoriten, und an diesem Punkt sind wir bei der 17. Potenz angelangt.
Also, das ist wirklich ein gutes Forschungsthema.
Es gibt verschieden Fragen die man hiermit beantworten kann,
und wahrscheinlich hat fast jeder hier eine Verwendungen für Atomuhren in seiner Tasche
um damit herauszufinden, wo Sie sich befinden, mit Hilfe des GPS nämlich.
Aber es gibt viele andere Dinge.
Zum Beispiel, das Problem der Laserlinienbreite.
Charles Townes Theorie besagt, dass die Linienbreite Millihertz oder ähnlich betragen könnte und die Frequenz etwa 10^15.
Also das sind 18 Stellen.
Das hört sich gut an.
Und jetzt erkennt man, dass die Linienbreite tatsächlich geringer sein kann.
Die Frage, ob die Naturkonstanten stabil sind, durchkreuzt meine Gedanken, wenn wir von
negativem Druck, dunkler Energie hören, und in 10 oder 20 Jahren
werdet ihr hellauf begeistert sein, denn man wird entweder rausfinden,
dass sich die Naturkonstanten im Laufe der Zeit verändert haben oder dass Raum nicht dem entspricht, was wir dachten.
Es wird also eine interessante Sache sein.
Es ist bereits eine interessante Sache.
Wir sind an ähnlichen Orten wie diese junge Dame, die zum ersten Mal auf Neodym-Magneten gestoßen ist.
Und wir wissen, wie wunderbar diese Technologie ist, dass sie wirklich Spaß macht.
Diese junge Dame, die spürt, dass es irgendeine Art von Erhaltungssatz gibt.
Sie werden sehen, sie besitzt den ersten, komplexen Modus, bei dem zwei aktive Teilchen aufeinanderprallen.
Der Traum meiner Frau ist es, dass sich alle Kinder für die Wissenschaft begeistern.
Diese kleinen fröhlichen jungen Menschen sind Teil unserer Reise.
1875 und der Meter: man hat keine Idee, was Masse ist, außer der, von der wir später in dieser Sitzung hören und die erklärt,
wie die Menschen damals denken.
Damals war die Definition von Meter eine bestimmte Distanzeinheit, um die Erde herum,
die den Pol und Paris durchläuft.
Das sind die beiden Orte, wie Sie ziemlich leicht erraten können.
Aber wir brauchen etwas Repräsentatives im Labor, wie diese Meter-Stangen.
40 wurden hergestellt.
Jedes Land bekam zwei und das war wirklich eine wundervolle Sache.
Als ich dem National Bureau Standard beitrat und die Kratzer an den Endpunkten des Meters maß,
war das damals noch ein Forschungsthema.
Im gleichen Jahr ging es mit den Lasern los ... Hier ist eine Dopplerbreite.
Hier ist die Breite einer gesättigten Absorptionsresonanz, die sehr stark und sehr schmal ist.
Sie brauchen kein Genie zu sein um zu erkennen, dass wir hier besser einen Faktor haben,
300 oder 500 bereits am ersten Tag.
Wir möchten davon die Frequenz messen.
Hier, das Team des National Bureau Standards bereitet sich darauf vor,
um die letzte Messung der Lichtgeschwindigkeit im Jahr 1972 vorzunehmen.
Das eröffnet die Möglichkeit, das Messgerät neu zu definieren.
Im Jahr 1960 wurde festgelegt, dass das Licht einer Krypton-Entladung inkohärent ist.
1960 war auch das Jahr, in dem der Laser vorgestellt wurde.
Das zeigt, dass diese Wissenschaftsgruppen nicht immer über den Fortschritt anderer Bescheid wissen.
Dann wurde er 1983 neu definiert.
Ich glaube nicht, dass wir rätseln müssen, denn ihr alle kennt diese Nummer auswendig.
Sie ist sicherlich so wichtig wie die Telefonnummer.
Dann hatte Ted Hänsch eine Idee, ungefähr hundert Jahre nach Herrn Fourier,
zur gleichen Zeit wie Chebotayev, dass es wirklich schön wäre, ein Spektrum von gleich verteilter Frequenz
messen zu können.
Es ist ein wenig wie ein Meterstab mit seinen Kratzern, man könnte die Frequenzen aufreihen und sie vergleichen.
Das war eine sehr gute Idee und eine Kombination aus Wettbewerb und Zusammenarbeit zwischen München und Boulder,
die zu einem absolut glorreichen Erfolg führte.
So wurden die Frequenzstandards immer besser, durch den Einsatz neuer Technologien und durch die recht einfachen Messverfahren.
Dieses Forschungsfeld hat also Erfolg. Hier ist ist die Cäsium-Uhr und irgendwo hier,
die Idee, dass sich kalte Atome nach oben bewegen und dann als Fontäne abfallen.
Angeregt durch Hochfrequenz, die diese Uhr gut arbeiten lässt.
Aber es ist sehr schwer, eine ausreichend lange Interaktionszeit zu erhalten, da die Sekunde eine Messskala ist.
Und in einer Sekunde gibt es nur 10^10 Schwingungen.
So, jetzt sind wir in der 18. Potenz, wie erhalten Sie also acht weitere Stellen?
Das scheint unmöglich.
Wenn Sie jedoch mit einer optischen Frequenz starten, etwa 10^14,
ist es sehr einfach, einige Fortschritte zu machen.
Und was Sie hier sehen sind einige, grün markierte Punkte.
Es wird ein Problem geben, denn diese neuen Technologien werden Frequenzen erzeugen,
die nicht in Hertz oder metrischen Einheiten angegeben sind, weil die Norm nicht so gut ist.
Diese neuen Technologien arbeiten entweder mit eingefangenen Ionen auf der Laserabfrage
oder, mein Favorit ist es, mehrere Laserstrahlen zu verwenden, um überlappende Gitter von stehenden Wellen zu erhalten.
Wie Steve bereits sagte: die Atome bewegen sich dorthin, wo die Welle am hellsten ist.
Und eine sehr clevere Erfindung von Katori in Japan war es, eine Falle zu haben, die den
optischen Übergang nicht verletzte, den sie verwendeten, wenn die Verschiebung aufgrund des Lichts die Kraft ausmacht,
es verschiebt die Energielevels.
Und wenn man das gleiche im Grundzustand und angeregten Zustand verwenden will,
dann ist der Unterschied, dass die optische Uhr unbeeinflusst bleibt.
Das erschien als eine wirklich große Idee, in die eine Menge Energie investiert wurde.
Ich möchte nur sagen: wo sind wir jetzt?
Gut 60 Jahre lang war Cäsium die beste Sache, und diente hervorragend als internationale Referenz.
Die beste Referenz, die die Menschheit besitzt, für alle Arten von Messungen.
Das einzige was das übertrifft, wäre eine mathematische Reihenentwicklung.
Durch clevere Arbeit verbesserte sich das Ergebnis von sechs Größenordnungen in 60 Jahren zu 16 Stellen; und dort war eine Mauer
und es ging nicht mehr weiter.
Doch im Jahr 2008 wurden durch diese neuen optischen Verfahrensweisen drei Uhren potentiell genauer als die Zeit selbst.
Und das ist natürlich etwas, dass eine Person erforschen möchte.
Es scheint, als gäbe es neue Möglichkeiten.
Es fällt in die Suchkategorie, wo andere nicht nachschauen.
Und bei den eingefangenen Ionen gibt es bereits einige Kandidaten, viele Kandidaten und neutrale Atome.
Und dann brauchen Sie nicht einmal ein Bier, um an den Ort zu gelangen und zu sagen:
Messen diese Uhren wirklich die Zeit mit gleich?
Lassen Sie uns dann das Universum ankurbeln, ein Jahr vorwärts schauen und sehen, was es da gibt.
Also, das Thema nennt sich Kosmologie.
Wir führen Kosmologie-Experimente im Labor durch, mit niedrigen Kosten,
die Menschen in Deutschland in Braunschweig in der PTB durchführen und Menschen in den Vereinigten Staaten in Boulder,
National Bureau Standards, heute NIST genannt.
Das sind wirklich coole Dinge.
Also hier ist ein Experiment von einem meiner Schüler, von dem denke, dass es außergewöhnlich gut ist.
Es geht um Quecksilber-Ionen und Quecksilber ist interessant, weil es so viel Ladung hat und die inneren Elektronen ansaugt.
Sie haben riesige Geschwindigkeit.
Riesige Geschwindigkeit bei einer Ladung bedeutet ein riesiges Magnetfeld.
Die Feinstrukturaufspaltung entspricht der Hälfte der Lichtenergie für Quecksilber.
Im Falle von Aluminium gibt es verschiedene Farben, nicht zu gleichem Anteil,
in der Tat ist es ein sehr geringer Anteil, nur etwa ein Prozent.
Wenn Sie den Kamm für die Frequenzmessung benutzen, können Sie einen wirklich interessanten Vergleich anstellen.
Wenn Sie die Frequenzen messen,
das Verhältnis der Frequenzen von Aluminium und Quecksilber, auf dieser Achse, und wir sind an der 10. Stelle bis minus 16,
und Sie sehen, es geht von vier auf fünf, 10, Minus 16 und das ist ein Jahr oder mehr auf der horizontalen Achse.
Und jemand müsste wohl vorschlagen, eine gerade Linie durchzuziehen,
denn wenn Sie sagen, dass sich bei einer schrägen Linie hier die fundamentalen Konstanten ändern,
wird die Presse bei Ihnen vor der Tür stehen und viele Wissenschaftler werden sagen,
dass dies nicht genug Daten sind, um die These zu belegen.
Was auch immer, wenn Sie das Datum sehen, 2007, glauben Sie, dass sich diese Menschen ausruhen?
Möglicherweise funktioniert es jetzt.
Also, es ist nicht an mir zu sagen, wie diese Kurve jetzt aussieht, aber es könnte interessant sein.
Eine Möglichkeit, dies zu diskutieren, ist ein Frequenzverhältnis und was ich Ihnen erzählte,
war ein Analogon dieser Feinstrukturkonstanten.
Die berühmte Zahl, 1/137,059999,
und mehr Stellen, die von Gerald Gabrielse sehr genau gemessen wurden.
In der anderen Achse gibt es Magnetismus.
Was Sie in dieser Kurve sehen können, ist ein Bereich, wo sich alle verschiedenen Experimente im Ergebnis treffen.
Und demnach ändert sich die Feinstruktur ständig?
Nun, würde sie sich verändern, wäre die Veränderung geringer als ein Dreimillionenstel
bezogen auf das Alter des Universums.
Sollten Sie wetten, werde ich sagen, dass sich wahrscheinlich
diese physikalische Konstante nicht verändert.
Aber was ist mit der nächsten Stelle?
Eine Übung für euch junge Leute, um zu sehen, was dabei herauskommt.
Eine unglaubliche Sache ist, dass man bei der Informationenübertragung einen neuen Fall schaffen kann.
Wir hörten bereits einen Vortrag über die Verschränkung.
Und die Gruppe aus Innsbruck hat Atome in Zuständen neu hergestellt, Zustände in verschiedenen Bereichen in verschiedenen Atomen,
und die Verbreitung erfolgt durch die Informationen.
Eine andere Sache, die anfangs ein wenig überrascht,
ist, dass, wenn Sie zwei Uhren auf zwei Tische legen, dann in einen Laden gehen und ein Hebegerät sich besorgen
und den Tisch damit anheben... Nach 35 Zentimetern: was passiert dann?
Die Frequenz ändert sich.
Also nein, das ist nicht ganz das, was von unseren Freunden in Paris 1875 vorhergesagt wurde.
Sie dachten, dass die Konstanten universell wären und wir in der Lage, Metrologie weltweit anzuwenden.
Und dann gab es vor 100 Jahren die absolute Revolution,
initiiert von Einstein, und nun wissen wir, dass es ein verstecktes Problem gibt,
in Bezug auf unseren Rahmen in dem wir sind, aber es wäre sehr unschön, einfach nur
den Rahmen zu ändern.
Also, was wir alle glauben, denke ich, ist, dass wir, wenn wir innerhalb eines Gravitationsrahmen bleiben, keine Überraschungen erleben.
Aber wenn Sie eine bessere Uhr haben, bei der diese einfach Auflösung...
Sie haben jetzt eine neue Frequenz, die nur zwei Zentimetern entspricht und das ist die neueste Uhr,
mit der die Gruppe von Jun Ye arbeitet.
Hier ist ein Bild, das ihre Arbeit zusammenfasst.
Sie sehen, jetzt sind wir bei einer Sekunde, jemand spricht über etwas wie 10^-16.
Und es geht nach unten und diese Messung zeigt, dass nichts Seltsames passiert.
Es gibt einen guten Artikel, der dieses Jahr herauskam.
In der Tat kommen die meisten Störsignale vom Oszillator selbst, mit dem man die Frequenz messen will.
Die Instabilität dieses Oszillators ist also ein limitierender Faktor.
Und es wird durch die thermische Bewegung der Atome, die sich in der Beschichtung befinden, verursacht.
Es ist aber dennoch Fortschritt, denn jedes Mal, wenn Sie das Problem verstehen,
haben Sie die Chance haben, etwas zu verbessern.
Nun machen die Leute Beschichtungen aus einem kristallinen Material und die thermischen Fluktuationen im verlustarmen
Kristallin-Material ist geringer.
Ich komme auf die Entwicklung der Uhren zurück.
Wir gehen zu dem Cäsium-Highway hier und es wird besser.
Wir zoomen hier entlang und tatsächlich,
hier ist die aktuellste Bewertung des Strontiums, bei 10^-18 im Jahr 2000.
Auch dies ist, wie gesagt, die Arbeit von Jun Ye.
Es gibt keine größere Freude im Leben für einen alten Professor, als den passenden Nachfolger für sich selbst zu finden.
Das ist hier der Fall.
Jun Ye tut Dinge besser und schneller als ich.
Es ist offensichtlich, dass die Zukunft einen neuen Standard braucht, aber die tatsächliche Frage ist, wann.
Ein Kriterium ist, dass, wenn wir den Standard ändern, von dem alles abhängt,
wir sichergehen müssen, dass er keine Fehler hat.
Der Fortschritt sollte verlangsamt ablaufen und wir sollten viele Systeme bewerten und überprüfen,
was das Beste ist.
Und in dem Teil, zu dem ich jetzt komme, werdet ihr Spaß haben, wenn ihr Interesse daran habt:
Es geht um Vergleichbarkeit, denn so wird Wissenschaft betrieben.
Man misst an einem Ort und möchte das gleiche Messergebnis an einem anderen Ort erhalten.
Es tut mir leid, euch sagen zu müssen, dass das nicht möglich ist.
Schaut euch das an.
Wenn wir Sonne und Erde und 93.000.000 Meilen hätten, ich entschuldige mich für diese Einheiten...
aber es wird vermutet, dass wir uns nicht in einer exakt kreisförmigen Umlaufbahn befinden.
Die allgemeine relativistische Rotverschiebung schwankt jährlich um 1,6 * 10^-18.
Wir könnten das eigentlich sehen, jedoch kennen wir die Referenz nicht, weil sich alles bewegt.
Wenn wir diesen Fall betrachten, ein Labor mit hellen Sonnenschein in der Mittagszeit
und ein anderes um Mitternacht
so gibt es einen erheblichen Gravitationsunterschied zwischen den beiden.
In der Tat beträgt sie 180 Hertz und, wie bereits erwähnt, gibt es jetzt eine Messgenauigkeit in Millihertz.
Die perfekte Chance, die allgemeine Relativitätstheorie gründlich zu überprüfen.
Wenn wir das in unserem eigenen Labor überprüfen, ist der GR-Rahmen der Gleiche.
Wir haben die Schwerkraft und können deren Veränderung, 10^-17 pro Meter, berücksichtigen.
Aber wäre es nicht absolut fantastisch, wenn wir von den Mitternacht-Labors zu den Mittags-Labors gehen
und sie vergleichen könnten, denn dann könnten wir uns wirklich mit diesem Thema der Weltzeit befassen?
Nun, es gibt keine Weltzeit.
Es gibt nur vom Rahmen abhängige Zeiten.
Und das ist mit dem Begriff der Zeit passiert.
Alles ist uns soweit klar, seriell geordnet, und das ist ein guter Ordnungsmechanismus, aber wenn man es genau wissen möchte,
muss man aufpassen und die Schwerkraft gehört jetzt dazu.
Nun, wie können wir Zeiten und Frequenzen vergleichen?
Wir haben dieses sehr gut funktionierende GPS-System und man kann sich mit etwas im Bereich von 10^-14 pro Tag vergnügen.
Es wäre besser, einen Satelliten zu haben, für den man bezahlt, und dann erhält man die schnellsten Längen
und es stellt sich heraus, dass man den Faktor 350 zwischen einer Messung kürzen muss und wohin man gelangen muss.
Das dauert ein Jahr.
Es gibt einen anderen Weg, den ich hoch anpreise als einen...
Ich hoffe, dass wir noch einige dieser Industrie-Leute haben, denn das ist in ihrem Bereich eine Möglichkeit.
Wir haben gelernt, wie man ein Licht in einer Faser sendet.
Natürlich kommt das Licht heraus, aber die Faser wackelt, und dass verändert die Phase und um Erfolg zu haben,
muss man es an das andere Ende senden, es irgendwie markieren und es kommt zu einem zurück.
Hier seht ihr, was ich gesendet habe.
Dies habe ich zurückbekommen.
Die Hälfte davon ist also, wie viel Geräusch in diese Richtung geht.
Wir haben 1994 ein Dokument erstellt, das darstellt, wie es funktioniert.
Teilen Sie die Phase in zwei Hälften und dann können Sie einfach ...
Machen Sie weiter und das wird jetzt an vielen interessanten Orten eingesetzt.
Das Radioteleskopspektrum in Chile wird mit diesem Femtosekundenkamm synchronisiert.
Und, natürlich, die kleine Gruppe,
es sind nicht viele Menschen, aber sie interessieren sich sehr für Uhrenvergleiche, Atomfrequenzen.
Wenn man einen größeren Beschleuniger bauen möchte oder einen, der nicht weit entfernt ist von hier,
muss man ihn synchronisieren und am stärksten funktioniert das mit Licht.
Die Zahlen reichen von 10^-17 pro Sekunde oder so ähnlich und Millihertz für die Linienbreite.
Diese Idee findet überall Zuspruch und hier kommt der Traum einiger französischen Kollegen,
wie sich Europa organisieren könnte, um von Braunschweig in den Norden zu gelangen,
und dann die Universität von Innsbruck, und natürlich spielt in ihren Plänen auch Paris eine Rolle.
In der Tat wurde es bereits in kleinerem Maßstab erprobt.
Dies war ein 150 Kilometer-Link.
Dieses Dokument ist bereits mehrere Jahre alt und das Beste daran ist
dieses wundervolle Ergebnis, weitaus besser als die GPS-Grenze hier an der Spitze.
Sie haben dieses Resultat durch einen Kanal der Faser erhalten,
eine Farbe, die die Faser enthält und nur ihrer Verwendung dient, während der Rest der Faser-Bandbreite
für den Handel benutzt wurde.
Also, das klingt nach einem Bereich, wo wir eine Vereinbarung mit einigen Unternehmen treffen könnten
und jetzt sehen Sie, was mein Traum ist.
Hier möchte ich ankommen.
Ich möchte eine wettbewerbsfähige Strontium-Uhr im Jahr 2015 haben, die ein 10^-18 Bereich ist, und es kann nur besser werden.
Also, was wollen wir?
Nun, wir möchten eine Faser haben.
Sie sprechen nicht darüber, wie viele dunkle Fasern sie haben.
Sie reden über 60.000 Kilometer beleuchtete Fasern und sie verwandeln natürlich mein Licht in Elektronen,
aber ich frage mich immer noch, ob sie vielleicht eine dunkle Faser haben, die wir verwenden könnten.
Hier ist eine andere Firma.
Die haben ein globales Netzwerk und ich frage mich, ob diese Jungs eine dunkle Faser haben, die wir benutzen könnten.
So ... Und hier sind die Fasern.
Und hier, wir haben sie in den letzten paar Jahren verloren, die Person, die von dieser unterseeischen Faser bei AT&T geträumt hat.
Einer von Steve Chu Freunden.
Es war wunderbar, als ich Steve besuchte, weil T.D. Lee da war mit einigen Leuten seines Teams
und sie waren wirklich aufgeregt.
Mittagszeit war Diskussionszeit.
Mit Sicherheit gibt es irgendwo einen noch ungebrauchten Link, wir bräuchten einen Besonderen,
denn alle 200 Kilometer braucht man einen Verstärker.
Es müssen Raman-Verstärker sein und wir müssen mitteilen, welche Frequenz wir als Raman-Offset benutzen.
Wir werden einige ihrer Kanäle verwenden, um die 11 Gigahertz für die Referenz zu übertragen.
Es kann ganz einfach durchgeführt werden; und wird etwa 200 Millionen kosten,
aber wer will sich schon die Mühe machen, wenn es wahrscheinlich bereits existiert.
Diese Leute sorgen sich um die Sicherheit. Ich denke, sie haben dunkle Fasern, weil sie Redundanz möchten,
aber da sie Banker sind wollen sie nicht, dass wir mit ihrem Glasfasernetz herumspielen.
Eine andere Möglichkeit wäre, diesen russischen Träumern in den Molniya Orbit zu folgen.
Er geht sehr weit heraus und es ist eine 12 Stunden-Schleife.
Und an dieser Stelle sieht die Erde so aus, als könnte man von Boulder zu irgendeinem Ort in Europa mit nur einem Schuss gelangen.
Aber die Geschwindigkeit ist unglaublich.
30.000 Kilometer in sechs Stunden.
Es gibt dort einige Dopplereffekte, von denen man sich nur schwer wieder befreit.
Denken Sie daran, wir werden eine optische Frequenz senden und dabei einen Doppler-Effekt nutzen,
und das muss so genau sein, dass es Millihertz sind.
Nun, das klingt wirklich schwierig.
Also, eine andere Idee wäre, das Experiment bewusst durchzuführen, indem man sie verlinkt.
Über die STAR-Mission wird seit über 10 Jahren gesprochen.
Und die Idee ist es, zwei Uhren zu stellen ...
Nein, ich muss es hier tun.
Zwei Uhren in der Umlaufbahn.
Eine von ihnen ist eine optische Atomuhr und Sie wissen, das haben Sie auf einem der Bildschirme gesehen,
dass sich, wenn Sie eine der Uhren anheben,
die Frequenz des Gravitationspotentials ändert.
Aber was passiert dann, wenn Sie eine von Ted Hänschs Lichtimpulsen benutzen, die sich dann hin und her bewegen?
Der Kristall liegt vor,
er hat diese Netzebenen und ist wirklich hart, auch wenn er in Erdschwerkraft liegt und am Ende wird er kaum komprimiert.
Also, ich denke, dass wir ein wenig theoretische Hilfe benötigen, denn es gibt keinen Zweifel daran,
dass die allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass sich die Länge verändert, aber das ist nicht wirklich Länge.
Es sind Gitterkonstanten, die ich als meine Referenz verwenden möchte.
Es gibt keine Schwerkrafteinwirkung auf das optische Feld im Satelliten-Inertialraum, richtig?
Also, ich glaube, das wäre eine wirklich coole Sache.
Mein Vorschlag in meinem Bereich der Expertise ist,
ein Bündel von Lichtstrahlen an die Umgebung um diesen Spiegel herum als Multi-Bounce zu senden,
um eine längere Absorptionszeit zu erhalten.
Es ist nicht notwendig, über all das zu sprechen, aber ich habe jetzt herausgefunden,
für diejenigen unter euch, die versucht haben, im Labor mit Phasenmodulatoren zu arbeiten,
und entdeckt, dass sie zusätzlich zu den Phasenmodulatoren den Strahl steuern und der Umfang den Strahl moduliert.
Und ich bin hier, um Ihnen zu sagen, dass es jetzt eine gute Antwort, darauf gibt.
Also, ich habe eine Theorie, wie diese Uhren funktionieren könnten und das Wichtigste ist hier in dieser Spalte,
etwa, wie viel Energie man braucht, etwas in Milliwatt.
Und wie instabil die Frequenz ist, in dieser orangenen Spalte.
Das sind Hertz.
Es ist viel weniger als ein Hertz.
Das bedeutet, dass ich alle technischen Probleme gelöst habe, aber das ist, was Sie erhalten würden,
wenn Sie mit Elektromagneten optimal umgehen.
Das funktioniert wirklich.
Hier sind eine Doppler-Absorptionsspitze und eine gesättigte Absorptionsspitze.
Dieser kleine Kerl gehört zur gleichen Art von Spitzen, die ich Ihnen im ersten experimentellen Bild gezeigt habe.
Das kommt zusammen, Leute von Bob Byers Gruppe in Stanford arbeiten daran.
Also, man eliminiert diese residuale Amplitudenmodulation, der Titel der Patentanmeldung ist RAM-Buster,
und man findet einen Weg, auf der Symmetrie, basierend, es zu tun.
Es sind keine optimierten Dinge, es wird automatisiert und die Symmetrie wird verwendet, nur um eine Null als Ergebnis zu erhalten.
Die Behauptung ist sehr angenehm und das, was ich tun möchte, ist es, mit einer Größenskala wie die meiner Lunchbox zu starten.
Hier liegen die Spiegel bereit, um optisch mit dem Hohlraum in Berührung zu kommen.
Hier ist eine optische Faser und die Mikrowellenfaser und ein bisschen eigens verlötete Elektronik.
Ich könnte diese ganze Uhr in dieser Box bauen.
Nicht könnte. Ich baue sie.
Und dann werden wir es sehen.
Eine weiterer wichtiger Rat für euch alle, die ihr gerade Erfahrungen sammelt ist,
mit intelligenten Menschen zu sprechen und eure Ideen auszuprobieren.
Unter 500 findet ihr einen Physiker oder Wissenschaftler, der ein schlechter Mensch ist und euer Experiment oder die Idee wegschnappt.
Überwiegend werden sie euch helfen, Sachen besser zu verstehen, was das Gute ist, und so hatte ich ein halbes Leben lang Freude
an der Interaktion mit Ted und seinen ...
Ich habe Thomas Udem noch nie in einem Hemd gesehen, das nicht rot war - aber das ist seine Entscheidung.
Wir werden einige Nachforschungen anstellen, das ist meine Gruppe von vor ein paar Jahren.
Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit.
(Applaus des Publikums)