Allgemein relativistische kohärente Zeit

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Eva Hackmann
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490990195

Der Vergleich der Tickraten von Uhren und deren angezeigter Zeit hängt vom Bewegungszustand der Uhren sowie ihrer Position im Gravitationsfeld ab und muss daher allgemein-relativistisch beschrieben werden. Das vorliegende Projekt P4 stellt die relativistische Theorie für die der Zeit in der Geodäsie gewidmeten Forschungsgruppe bereit. Es geht um die theoretische Beschreibung von Zeit- und Frequenzvergleichen sowie von Referenzsystemen und Synchronisation. Zunächst werden allgemeine Aussagen über Synchronisierung und Referenzsysteme zusamengestellt und dann verschiedene Methoden der Synchronisierung exakt formuliert und gegenübergestellt. Um alle Prozeduren in Strenge analysieren zu können, werden diese zuerst in speziellen Raum-Zeiten analytisch beschrieben, wobei analytische Lösungen der Geodätengleichung für Licht wie auch für Satelliten verwendet werden. Danach werden diese Prozeduren auch in allgemeinen Gravitationsfeldern behandelt, wobei eine Entwickung des Gravitationsfeldes nach Massen- und Spin-Multipolen verwendet wird. Ziel ist es, einerseits theoretisch in einem top-down Zugang mit beliebiger Genauigkeit anzugeben, wie die praktische Sychronisierung auf der Erde unter Zuhilfenahme von Satelliten und VLBI durchgeführt werden kann, und zwar auch für größere Distanzen, und wie Kontroll-Messungen angesetzt werden können. Der Formalismus soll dann in der zweiten Förderperiode auf reale Messungen angewendet werden. Außerdem sollen in diesem Kontext auch neue Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben und durchgeführt werden. Auch soll untersucht werden, ob neue Quantentechnologien, die z.B. eine verschränkungsbasierte Synchronisierung vorschlagen, für die geplanten Zwecke von Vorteil sind und ob sich in diesem Zusammenhang auch neue Tests der Quantenmechanik ergeben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5456: Uhrenmetrologie: Die ZEIT als neue Variable in der Geodäsie
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Claus Lämmerzahl