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lange Lebensdauer messen

Wenn ein angeregtes Atom schnell wieder in seinen Grundzustand zurückfällt, ist seine Lebensdauer verhältnismäßig leicht zu messen. Ganz anders, wenn das Atom lange im angeregten Zustand verweilt. Dann war sie bisher nur mit enormem Aufwand festzustellen. Jetzt haben Forschende aus der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) erstmals diese Messaufgabe gelöst. Mit einem völlig neuen experimentellen Ansatz hat das Team die Lebensdauer des ersten angeregten Zustands eines einzelnen Ytterbium-Ions zu 1,58(8) Jahren ermittelt. Das ist mehr als 6000-mal länger als die längste bisher gemessene Lebensdauer eines elektronischen Zustands. Die Methode, die das Team in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters beschreibt, hat große Bedeutung für grundlegende Fragen der Atomphysik und die Entwicklung optischer Atomuhren.

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Reichweite des Senders DCF77

Der Sender DCF77 ist für die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) weiterhin das wichtigste Medium, die gesetzliche Zeit für Deutschland zu verbreiten. Europaweit empfangen Millionen von Funkuhren die auf 77,5 kHz ausgestrahlten Zeitzeichen. DCF77 ist seit vielen Jahrzehnten ein bedeutender Teil der technischen Infrastruktur des Landes. Ohne ihn würden die Zeitanzeigen auf Bahnhöfen, Flughäfen und in Rundfunk- und Fernsehanstalten nicht funktionieren. Unternehmen der Versorgungswirtschaft (Elektrizität, Gas, Wasser) und im Telekommunikationssektor nutzen den DCF77 für die Steuerung und Überwachung ihrer Systeme. Umso wichtiger ist die zuverlässige Bereitstellung der Signale und ihre Überwachung durch die PTB. Mit den laufenden Modernisierungen der Anlage und ihrer unschlagbaren Einfachheit und Zuverlässigkeit ist die Zeitaussendung über Langwelle immer noch sehr zeitgemäß. Jetzt wurde der Vertrag zwischen PTB und Media Broadcast...

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Advanced manufacturing (Symbolbild)

Der Produktionssektor ist das Rückgrat der europäischen Industrie, mit rund 2 Millionen Unternehmen und mehr als 30 Millionen Arbeitsplätzen. Nach Angabe der EU fließen etwa die Hälfte aller Forschungsgelder in diesen Bereich. Denn es gibt hier viel zu forschen, etwa zu den zentralen Herausforderungen Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Überall ganz entscheidend mit dabei: messtechnische Fragestellungen. Um die metrologischen Kapazitäten zu bündeln und zu fördern, hat EURAMET, die Vereinigung der europäischen Metrologieinstitute, ein Europäisches Metrologienetzwerk (EMN) mit dem Titel „Advanced Manufacturing“ gegründet. Kommissarischer Koordinator ist Harald Bosse von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB).

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Prinzip des Laser-Wakefield-Beschleunigers

Seit Jahrzehnten wurden Teilchenbeschleuniger immer größer. Inzwischen haben Ringbeschleuniger mit Umfängen von vielen Kilometern eine praktische Grenze erreicht. Auch Linearbeschleuniger im GHz-Bereich erfordern sehr große Baulängen. Seit einigen Jahren gibt es jedoch eine Alternative: „Teilchenbeschleuniger im Tischformat“, die auf der Laseranregung von Kielwellen in Plasmen (laser wakefield) basieren. Solche kompakten Teilchenbeschleuniger wären insbesondere für künftige beschleunigergetriebene Lichtquellen interessant, werden aber auch für die Hochenergiephysik untersucht. Ein Team aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat eine Methode entwickelt, um den Querschnitt der so beschleunigten Elektronenpakete präzise zu vermessen. Dadurch rücken Anwendungen dieser neuen Beschleunigertechnologien für Medizin und Forschung näher. 

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Poster Helmholtz-Preis 2022

In der Welt der Metrologie – der Wissenschaft vom exakten Messen – ist er die höchste europäische Auszeichnung: der mit insgesamt 40 000 € dotierte Helmholtz-Preis. Mit ihm ehren der Helmholtz-Fonds e. V. und der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft alle zwei Jahre Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für hervorragende wissenschaftliche und technologische Errungenschaften auf dem Gebiet der Präzisionsmessung in Physik, Chemie und Medizin.

Der Preis wird in zwei Kategorien ausgeschrieben: „Präzisionsmessung in der Grundlagenforschung“ und „Präzisionsmessung in der angewandten Messtechnik“. Bewerbungsschluss für die aktuelle Ausschreibung ist der 7. Januar 2022. Weitere Informationen über den Preis und das Bewerbungsverfahren sind auf der Webseite des Opens external link in new windowHelmholtz-Fonds zu finden.

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Dosimeter

Weltweit sind mehr als 23 Millionen Menschen bei der Arbeit zeitweise ionisierender Strahlung ausgesetzt; die natürliche Strahlung ist allgegenwärtig und betrifft jeden. Und das Thema Strahlenschutz wird immer vielfältiger. Neueste Entwicklungen wie etwa gepulste Strahlung in medizinischen, industriellen oder technischen Anwendungen haben dazu geführt, dass immer häufiger Strahlungsfelder von wachsender Komplexität entstehen. Entsprechend anspruchsvoller wird auch die Metrologie, die genaue Messung dieser Strahlung, als Grundlage der Qualitätssicherung der eingesetzten Messgeräte zum Schutz von Mensch und Natur. Um die Kompetenzen der Metrologen, der Strahlenschützer, der Industrie und der anderen Akteure auf diesem Gebiet zu bündeln und zu fördern, ist jetzt ein Europäisches Metrologienetzwerk (EMN) für „Radiation Protection“ ins Leben gerufen worden. Unter dem Dach von EURAMET findet sich hier die Expertise von 16 nationalen...

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Dr.-Ing. Prof. h. c. Frank Härtig, Vizepräsident der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), hat am 3.9.2021 die Präsidentschaft der International Measurement Confederation (IMEKO) übernommen. In den kommenden drei Jahren steht er an der Spitze dieses nichtstaatlichen Zusammenschlusses, dessen 42 Mitgliedsorganisationen sich mit der weltweiten Weiterentwicklung von Messtechnik befassen. Seine Ernennung fand im Rahmen des – diesmal digitalen – IMEKO-Weltkongresses 2021 statt.

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Eine frohe Botschaft macht die Runde: Bis 2025 wollen niedersächsische Forschende einen 50-Qubit-Quantencomputer realisieren. Aus diesem Grund besuchte der niedersächsische Wissenschaftsminister Björn Thümler am Montag Wissenschaftsstandorte sowohl in Hannover als auch die PTB in Braunschweig. Mit von der Partie waren die Präsidentin der TU Braunschweig Prof. Dr. Angela Ittel, PTB-Vizepräsident Dr.-Ing. Prof. h. c. Frank Härtig und Journalisten. Eingeladen hatte das Bündnis Quantum Valley Lower Saxony (QVLS), um die wichtigsten Quantentechnik-Laboratorien und beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vorzustellen. Minister Thümler lobte: „Niedersachsen ist in der Quantentechnologie aktuell ein Stück voraus. Mit Hilfe von QVLS sollen aus Science Fiction Science Facts werden.“

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Erstmals ist es Physikerinnen und Physikern gelungen, eine neue Methode zur Kühlung von Protonen mithilfe lasergekühlter Ionen– in diesem Fall Beryllium-Ionen – erfolgreich umzusetzen. Das Besondere: In dem neuen Aufbau befinden sich die beiden Teilchensorten in räumlich getrennten Fallen. Die Kühlleistung kann erstmals über einen elektrischen Schwingkreis und eine Distanz von neun Zentimetern von der einen in die andere Falle übertragen werden. So lässt sich das Proton in einer der Fallen auf deutlich tiefere Temperaturen kühlen als ohne Beryllium möglich, wie eine Arbeitsgruppe am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) im Rahmen der BASE-Kollaboration zeigen konnte. 

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Funktionsprinzip des Einzelpartikelzählers

Nanoteilchen sind Tausendsassas. Unter anderem sind sie in der Medizin interessant, um Medikamente oder Impfstoffe gezielt tief in den Körper zu transportieren. Für solche Zwecke muss die Konzentration der winzigen Teilchen möglichst genau bekannt sein. Jetzt wurde in einer Kooperation zwischen der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und der Firma LUM GmbH in Berlin ein neuartiges, sehr genaues Analysemesssystem entwickelt. Es misst das Licht, das von jedem einzelnen Nanopartikel in verschiedenste Richtungen gestreut wird, und ist genauer als bisherige Messysteme. Das System arbeitet sehr schnell und lässt sich für einen sehr breiten Einsatzbereich von Nanoteilchen mit rund 40 nm Größe bis hin zu Mikropartikeln von ca. 10 µm verwenden. Erste Geräte wurden bereits einem weltweiten Pharmakonzern für die Entwicklung eines Corona-Impfstoffes sowie an eine große deutsche Forschungsinstitution übergeben

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