Auf diese Weise gelang es Guido Saathoff und seinen Kollegen, die Einsteinsche Formel für die Zeitdilatation bis auf weniger als ein Millionstel genau zu bestätigen. Dies entspricht einer Verbesserung des ursprünglichen Experiments von 1938 um das Zehntausendfache. Und noch immer scheinen die Möglichkeiten der Heidelberger Wissenschaftler nicht gänzlich ausgeschöpft zu sein.
„Im Moment ist die Genauigkeit unseres Wertes nicht durch unsere Messungen begrenzt, sondern durch die Kenntnis der Frequenz, die das Lithium- Ion im Labor aussendet, also die Ganggenauigkeit der ruhenden Uhr“, sagt Sascha Reinhardt. Er will das Problem deshalb im Rahmen seiner Doktorarbeit angehen.
Da die Messung der Ruhefrequenz auch wieder mit einem Laser geschieht, wird es nötig sein, diesen zu kalibrieren. Wie so oft in der Physik werden Instrumente an einem gut bekannten und möglichst exakt gemessenen Standard geeicht. Die im Einstein- Experiment verwendeten Laser beispielsweise richten sich nach einer bestimmten Lichtfrequenz, die ein Jod-Molekül ausstrahlt. Um die Laser noch exakter zu kalibrieren, wird Reinhardt mit ihnen nach Garching fahren. Am dortigen Max-Planck- Institut für Quantenoptik betreibt die Gruppe um Theodor Hänsch einen so genannten Frequenzkamm, mit dem sich die Jod-Emission mit höchster Präzision vermessen lässt.
Wenn das Team aus Heidelberg vielleicht bis zum Ende des Jahres das Letzte aus seiner Apparatur herausgeholt hat, kann es die Genauigkeit seiner Messung noch einmal auf das Fünffache erhöhen. Danach müssen die Forscher andere Wege gehen, und einer führt eventuell zur Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt. Dort ließen sich Ionen auf größere Geschwindigkeiten bringen als im Heidelberger Beschleuniger. Der Effekt der Zeitdilatation wäre stärker ausgeprägt und somit auch exakter messbar.
„Damit könnten wir noch einmal um das Zehnfache genauer werden“, sagt Sascha Reinhardt. Wird die Relativitätstheorie dann, hundert Jahre nach Einsteins „Wunderjahr“, erstmals Schwächen zeigen?
Stand: 21.05.2004
