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Am 6. Juli wurde das Gebäude des neuen Hannover Institut für Technologie (HITec) der Leibniz Universität Hannover feierlich eröffnet. Das Institut vereint erstmalig in Europa Grundlagenforschung, angewandte Forschung und Technologieentwicklung auf dem Gebiet der Quantenphysik und Geodäsie unter einem Dach. Als wichtigste Kooperationspartner unmittelbar an der Forschungsprogrammatik des HITec beteiligt sind das Laser Zentrum Hannover e. V. (LZH), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik/Albert-Einstein- Institut (AEI), das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) und die PTB. Das Hannover Institute of Technology vereint drei Forschungsrichtungen aus den Fachgebieten der Physik und der Geodäsie unter einem Dach: Quantentechnologien, Optische Technologien sowie Entwicklung und Einsatz von Quantensensoren. Der jetzt eröffnete Forschungsneubau bietet...

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Für die Übertragung von ultrastabilen optischen Frequenzen über lange Glasfaserstrecken werden bidirektionale Verstärker benötigt, um die optischen Verluste von etwa 20 dB pro 100 Kilometer zu kompensieren. Für die in der PTB entwickelten Faser-Brillouin-Verstärker mit einem Gain von etwa 45 dB, die sich unter anderem erfolgreich an der Faserverbindung zwischen Braunschweig und Paris bewährt haben, wurde ein effizienteres Optikmodul entwickelt. Dieses Modul optimiert die Einkopplung des Pumplasers und minimiert gleichzeitig die Signalverluste innerhalb des Aufbaus. Mithilfe eines zusätzlichen Monitorports kann jetzt die Polarisation zwischen Signal und Pumplaser präzise justiert und permanent überwacht werden. (Technologieangebot 466)

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Kleinste Mengen bestimmter Gase können erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit, die Umwelt oder industrielle Prozesse haben. Sie können mit einer in der PTB entwickelten, verbesserten Herriott-Zelle deutlich empfindlicher als zuvor nachgewiesen werden. Plane Spiegel im Innenraum ermöglichen eine Sieffektivere Nutzung. So kann die optische Weglänge bei gleichem Volumen der Zelle um mehr als eine Größenordnung erhöht werden, was die Nachweisempfindlichkeit erhöht. Beispielsweise wird mit einem Spiegelradius von 7 cm und einem Spiegelabstand von 1 m eine effektive optische Weglänge von über einem Kilometer (statt bislang etwa 100 m) erreicht. (Technologieangebot 397)

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Längenmessungen mit industrieller Röntgen-Computertomografie (CT) in Kegelstrahlgeometrie wiesen bisher (ohne zusätzliche taktile Referenzmessungen) relative Messunsicherheiten von etwa 1 · 10–4 auf. Ein in der PTB entwickeltes Verfahren kann dies um zumindest einen Faktor 10 verbessern. Kern der Entwicklung ist eine pixelaufgelöste Abstandskorrektur der Röntgenquelle zum Flatpanel-Detektor. Das Verfahren ermöglicht zudem eine geringere Vorfileiterung der Röntgenstrahlung zugunsten einer höheren Intensität und verkürzt dadurch die Messzeiten. So werden auch Messunsicherheiten reduziert, die durch Driften während der Bestrahlung eines Prüflings entstehen. (Technologieangebot 455)

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Auszeichnungen

Joachim Ullrich

PTB-Präsident Prof. Dr. J. UllrichDer PTB-Präsident ist von der Leibniz Universität Hannover zum Doktor der Naturwissenschaften ehrenhalber ausgezeichnet worden. Damit würdigt die Universität die herausragenden wissenschaftlichen Leistungen von Professor Ullrich im Bereich der experimentellen Quantenphysik, belegt durch mehr als 450 Veröffentlichungen in renommierten wissenschaftlichen Fachzeitschriften sowie durch zahlreiche Forschungspreise, die er erhalten hat, darunter im Jahr 1999 der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Leiter des Fachbereichs Zeit und FrequenzEkkehard Peik

Der Leiter des Fachbereichs Zeit und Frequenz wurde von der Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Society der IEEE als Distinguished Lecturer ausgezeichnet, um im Zeitraum von Juni 2018 bis Dezember 2019 an Universitäten und Forschungseinrichtungen über Arbeiten der PTB zu „Optical atomic clocks with single trapped ions“ vorzutragen.

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Die PTB entwickelt ein auf pulsgetriebenen Josephson-Spannungsnormalen basierendes Messsystem, das eine hochpräzise Bestimmung von Wechselspannungen bei Frequenzen bis zu 100 kHz und oberhalb von 100 V erlauben soll. Da die Ausgangsspannungen von Josephson- Spannungsnormalen auf wenige Volt begrenzt sind, erfordert dies den Einsatz von Spannungsteilern. Jetzt wurde erstmals ein induktiver Spannungsteiler mit pulsgetriebenen Josephson- Spannungsnormalen kalibriert und die Ergebnisse mit denen eines konventionellen Kalibrierverfahrens verglichen.

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An der PTB wurde ein neuartiger Messplatz für die primäre Kalibrierung von Ultraschallhydrophonen entwickelt. Hydrophone sind Sensoren für die Bestimmung des Ultraschallwechseldrucks in flüssigen Medien. Eingesetzt werden sie hauptsächlich in der Medizintechnik, um Ultraschallgeräte zu prüfen. Der neue Messplatz deckt einen vergrößerten Frequenzbereich bei verminderter Unsicherheit ab.

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Umfangreiche Analysen und innovative Verfahren der Unsicherheitsbetrachtung erlauben den Einsatz von Gasnetz- Zustandsrekonstruktionssystemen in Regionalnetzen im geschäftlichen Verkehr zur Bestimmung des Energiegehaltes von Erdgas. In der PTB wurden hierfür die Voraussetzungen geschaffen.

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In Zusammenarbeit mit dem Leibniz- Institut für Ostseeforschung Warnemünde wurden in der PTB erstmals pH-Werte von Meerwasser mit einem mittleren Salzgehalt (fünf bis zwanzig Gramm pro Kilogramm Meerwasser) rückführbar auf das primäre pH-Normal der PTB gemessen. Dies sichert die Vergleichbarkeit von im Meer gemessenen pH-Werten, was z. B. für die zuverlässige Quantifizierung der Meerwasserversauerung zwingend notwendig ist.

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In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPM in Freiburg i. Br. wurden an der Metrology Light Source (MLS) der PTB die Wirkungsquerschnitte zur Photoionisation von Edelgasen im Spektralbereich von Vakuum-Ultraviolett-Strahlung gemessen. Die Ergebnisse stellen eine Erweiterung bereits bestehender Datensätze dar, mit kleineren Unsicherheiten und einer soliden metrologischen Rückführung auf das Internationale Einheitensystem SI, für Anwendungen in der Sonnen- und Atmosphärenforschung, der Charakterisierung von Röntgenlasern sowie bei der Analytik von Verbrennungsgasen.

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