In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig verliert man keine Minute.
Dirk Piester schaut auf ein kleines Display, auf dem rot leuchtend die Zahlen 14:13:29 zu sehen sind. Das Display befindet sich an der Wand über einem kühlschrankgroßen Gerät aus silberpoliertem Metall. Es ist ein Zylinder, in einer schützenden Konstruktion mit vielen Verkabelungen. In punktgenauen Intervallen springt die digitale Sekundenanzeige der Atomuhr CSF1 eins weiter. Der 55 Jahre alte Wissenschaftler steht in einer großen Halle der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig, von wo aus seit dem 6. April 1980 in Deutschland zweimal im Jahr die Zeit umgestellt wird.
Piester ist seit 2002 an der PTB tätig, wo er die Arbeitsgruppe "Zeitübertragung" leitet. Hier zählt jede Sekunde. 1969 begann die erste, von den Mitarbeitern selbst konstruierte Atomuhr zu ticken. Seit dem Inkrafttreten des "Zeitgesetzes" am 25.07.1978 ist die PTB für die landesweit gesetzliche Zeit verantwortlich. Die CSF2, neben der der Physiker steht, ist die andere der beiden Cäsiumfontänen der PTB, die "16 Stellen nach dem Komma schafft". Eine Cäsiumfontäne könne mithilfe von Cäsiumatomen die Länge der Sekunde am genausten messen. Mit dieser werde eine relative Unsicherheit von zwei mal zehn hoch minus 16 erreicht. "Wir verwenden den Ausdruck 'Unsicherheit'. Er ist präziser als der ebenfalls geläufige, aber irreführende Begriff ,Messfehler'." Obwohl das bereits unvorstellbar klein ist, "wird immer noch weiterentwickelt. Die Unsicherheit ist über die Jahre immer geringer geworden". Die Funktionsweise der Geräte ist hochkomplex. Den ganzen Prozess für einen Laien in fünf Sätzen darstellen? Der sympathische Mann mit der Brille und den braunen Haaren lacht. "Einstein hat wohl mal gesagt, wie man Dinge erklären soll: 'So einfach wie möglich, aber nicht einfacher'." Piester versucht sich: "Eine Atomuhr misst die Zeit mithilfe von Schwingungen, die auf grundlegende atomare Eigenschaften referenziert werden. Dabei bringt das Einwirken von elektromagnetischen Frequenzen Elektronen in Atomen dazu, zwischen genau definierten Energieniveaus zu wechseln. Dies geschieht jedoch nur und kann gemessen werden, wenn die eingestrahlte Frequenz exakt passend ist. Aus einer solchen sehr stabilen und genauen Frequenz wird nun durch Abzählen der einzelnen Schwingungen ein Sekundentakt realisiert, der schließlich eine geeignete Zeitanzeige ansteuert." Atomuhren seien die genausten Zeitmesser, die es gibt. Sie bilden die Grundlage für Satellitennavigationssysteme, Synchronisierung des Internets und die koordinierte Weltzeit UTC. Historisch betrachtet, komme die Notwendigkeit von der Eisenbahn. "Man hatte früher an jedem Ort eine Ortszeit, die vom Sonnenstand abhing." Das habe auch ausgereicht, solange man nur langsam reisen konnte. "Mit der Bahn konnte man aber nun so schnell reisen, dass eine gemeinsame Zeitreferenz in einem größeren Gebiet wichtig wurde."
Aber nicht nur die Funkuhren zu Hause sind von der in der PTB festgelegten amtlichen Zeit abhängig. "Das Satellitennavigationssystem Galileo verwendet die Zeitmessung von hier, um die Systemzeit zu steuern", erzählt Piester begeistert. Er verlässt die große Halle. Im Flur des Institutsgebäudes aus rötlichem Backstein hängen mehrere Uhren. Die Wände wirken klinisch weiß, sie sind mit Exponaten zum Thema Atomuhren geschmückt. In einem kleineren Laborraum befinden sich Schränke, von oben bis unten mit technischem Equipment gefüllt. Kontrollleuchten blinken, und eine Ruhe liegt im Raum. Piester deutet auf ein kleines Feld auf einem Monitor, der an einem Regal befestigt ist. Hier kann man UTC(PTB) ablesen. Das ist die Basis für die Zeit, die man auf dem Handy in Deutschland empfängt. "UTC(PTB) besteht im Wesentlichen aus zwei Komponenten: der ausgewählten Atomuhr und einem 'Phasenschieber'. Mit dessen Hilfe können wir täglich Kalibrierungen an der Uhr vornehmen." Diese ungefähr zehn hoch minus 16 großen Kalibrierungen seien tägliche Korrekturwerte.
"Ich habe hier in Braunschweig ab 1993 Physik studiert und dann in der Elektrotechnik promoviert. Da ging es jedoch nicht um Zeitmessung, sondern um Halbleitertechnik", erzählt der Hobbyläufer. Er habe immer "gerne wissen wollen, wie die 'Dinge' funktionieren und zusammenhängen. Nach dem Studium habe ich mich dann wieder mehr auf Anwendungen fokussiert. Ich empfinde meine jetzige Arbeit als sehr gute Mischung aus Dienstleistung und Forschung." Da der Bereich der Zeitmessung sehr klein ist, gibt es keinen expliziten Studiengang. "Hier bei der Zeit findet man viele Elektrotechniker und Physiker." Aber auch die Zeitumstellung gehört zum Aufgabenbereich der siebenköpfigen Fachgruppe. Jedoch hat das kaum Einfluss auf den Betriebsablauf. "Alles passiert vollautomatisch", sagt Piester schulterzuckend. "Als Kind habe ich die erste Zeitumstellung miterlebt und fand es spannend, wie alle zusammen an der Uhr drehen. Jetzt finde ich die Sommerzeit mit den langen Abenden sehr schön, aber ich kann nachvollziehen, dass einige mit der Umstellung nicht glücklich sind."
In der PTB muss niemand mehr an der Uhr drehen, lediglich wird regelmäßig überprüft, dass alles richtig programmiert ist. Während der Umstellung selbst ist niemand nur für diese Aufgabe in der PTB anwesend. Trotzdem gibt es in den Wochen vorher mehr zu tun als sonst, da es "vermehrt Anfragen von verschiedenen Medien" gibt, die wissen möchten, wie das funktioniert. Für Piester selbst ist die Zeitumstellung immer etwas Besonderes: "Ich stelle mir tatsächlich einen Wecker für die Nacht und schau mir die Zeitumstellung an. Ich habe zu Hause einen Funkempfänger, der zeigt mir die Zeit dann an. Das mache ich schon, seit ich hier angefangen habe zu arbeiten."