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Task Group | Variations of Fundamental Constants

Aufbau einer optischen Uhr mit einem Yb+-Ion. Dieses System ermöglicht eine sehr empfindliche Suche nach einer Zeitabhängigkeit der Feinstrukturkonstanten. Foto: Aginmar/PTB

In dieser Task Group wird eine grundlegende Aussage der Physik infrage gestellt: Sind die sogenannten Naturkonstanten tatsächlich konstant? In verschiedenen theoretischen Modellen, die eine vereinheitlichte Beschreibung von Quantenphysik und Gravitation anstreben, wird eine Abhängigkeit, zum Beispiel der Stärke der elektromagnetischen Kräfte in Atomen, von Ort und Zeit vorhergesagt. Dies hätte unter anderem zur Folge, dass die Frequenz atomarer Spektrallinien zeitabhängig wird und damit Differenzen zwischen unterschiedlichen Atomuhren auftreten. Mit astro-physikalischen Beobachtungen in den Spektren interstellarer Gaswolken sucht man nach Hinweisen auf entsprechende Änderungen über große Zeiträume in der Entwicklung desUniversums.

Ein wichtiger Test in unserem Planetensystem ist die Relativbewegung von Erde und Mond, die bereits über einige Jahrzehnte mittels gepulster Laser und der seit 1969 auf dem Mond installierten Reflektoren präzise vermessen wird. Die experimentelle Suche nach solchen Effekten an den Grenzen der heute erreichbaren Messgenauigkeit ist von großer Bedeutung, da der Nachweis einer Variabilität von Konstanten der Entwicklung der Theorie wichtige Leitlinien liefern könnte. Die Task Group bildet ein Diskussionsforum, das Resultate aus Laborexperimenten, Beobach- tungen und Theorie zu dieser interdisziplinären Fragestellung in QUEST verbindet und nach neuen Ansätzen und Methoden sucht.

Beteiligte Forschungsbreiche

  • Forschungsbereich Quanten-Engineering
  • Forschungsbereich Raum-Zeit-Forschung