Öffentlicher Abendvortrag: Die neue Vermessung der Welt – mit Quanten und Relativität

Spektakuläre Forschungsergebnisse in der Physik, sei es im Bereich der Quantentheorie oder der Relativitätstheorie, eröffnen nicht nur die Möglichkeit, vielleicht einen Nobelpreis zu erhalten, sie dienen in exzellenter Weise auch für so profane Dinge wie die Vermessung der Welt - mit ganz neuen Technologien und Konzepten. Es lassen sich lokale und globale Deformationen der Erdfigur und Veränderungen der Schwerkraft der Erde mit ungeahnter Genauigkeit und räumlicher Auflösung bestimmen. Diesen Variationen liegen unterschiedliche geophysikalische Prozesse zugrunde, die sich über Minuten (Erdbeben), Monate (Monsunregen) oder Jahrtausende (nacheiszeitliche Landhebung) erstrecken können. Die präzise Erfassung derartiger Massenvariationen liefert wichtige Beiträge zum besseren Verständnis des globalen Wandels. Exemplarisch seien Eismassenverluste in Grönland und der Antarktis und der daraus resultierende Meeresspiegelanstieg genannt, oder Änderungen im globalen Wasserhaushalt, etwa aufgrund zu umfangreicher Bewässerung in Indien oder von Tauprozessen im Sibirischen Permafrost.

In diesem Vortrag werden neue Sensor- und Messkonzepte unter Nutzung der Quantenstruktur der Materie und Berücksichtigung der Relativität in der Raum-Zeit-Beschreibung vorgestellt. Sie erstrecken sich von der µm-genauen Abstandsmessung zwischen Satelliten mittels Laserinterferometrie, über die Messung des Schwerfeldes mit Hilfe der Interferenz frei-fallender Atome bis hin zur Nutzung von genauesten Atomuhren zur Erfassung von Unterschieden des Schwerepotentials. Schließlich wird die Nutzbarkeit dieser neuen Techniken für die Erdmessung illustriert.