Logo der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt
Direkteinstieg für Wissenschaftler

Wissenschaft

Nachrichten

In dem neuen Verbundprojekt „ATIQ – Quantencomputer mit gespeicherten Ionen für Anwendungen“ wollen 25 Partner innerhalb von 30 Monaten eine erste Generation zuverlässiger, anwenderfreundlicher und rund um die Uhr verfügbarer Quantencomputer- Demonstratoren auf Basis der Ionenfallen-Technologie entwickeln. Dazu haben sich die führenden Gruppen der Ionenfallenforschung an den Universitäten in Braunschweig/Hannover, Siegen und Mainz mit Forschungseinrichtungen (darunter die PTB) und Industriepartnern zusammengeschlossen. Das Projekt wird vom Bundesforschungsministerium mit 37,4 Millionen Euro gefördert. (Ansprechpartner: Christian Ospelkaus, 0531 592-4740, Opens local program for sending emailchristian.ospelkaus(at)ptb.de)

[ mehr ]

Auszeichnungen

Mathias Richter

Der Leiter der Abteilung 7 Temperatur und Synchrotronstrahlung ist in den Vorstandsrat der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) gewählt worden.

Piet Schmidt

Der Leiter des QUEST Institutes an der PTB ist zum „Fellow of the American Physical Society“ (APS) ernannt worden. Damit würdigt die APS seine Leistungen bei der Entwicklung der Quantenlogikspektroskopie und deren Anwendung für Hochpräzisionsmessungen optischer Übergänge in Atomen, Molekülen und hochgeladenen Ionen.

Ekkehard Peik

Der Leiter des Fachbereichs 4.4 Zeit und Frequenz hat den I. I. Rabi Award 2021 erhalten. Damit würdigt das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) seine Leistungen bei der Entwicklung optischer Uhren sowie bei Tests der Grundlagenphysik.

Uwe Sterr

Der Mitarbeiter des Fachbereichs 4.3 Quantenoptik und Längeneinheit hat für seine Beiträge auf dem Gebiet der ultrastabilen Laser für optische...

[ mehr ]
Maßverkörperung mit den kreisförmigen Chirp-Mustern (Ausschnitt: 3D-Ansicht der Strukturen)

Die Geräteantwort optischer Messgeräte auf die Oberflächentopografie kann durch die Übertragungsfunktion beschrieben werden (instrument transfer function, ITF). In der PTB wurde eine neuartige Maßverkörperung für die Charakterisierung der zweidimensionalen Übertragungsfunktionen (2DITF) optischer Messgeräte entwickelt. Sie kann flexibel und einfach genutzt werden und zeigt dabei eine hohe Reproduzierbarkeit und Robustheit.

[ mehr ]
Weil Nanopartikel kleiner als rote Blutkörperchen sind, können sie als „Fähren“ für Medikamente oder Impfstoffe dienen. (Foto: Adobe Stock / Kateryna_Kon)

Mit Nanoteilchen lassen sich unter anderem Medikamente oder Impfstoffe gezielt tief in den menschlichen Körper transportieren. Zur Dosisbestimmung muss die Konzentration der winzigen Teilchen möglichst genau bekannt sein. Ein sehr genaues, schnelles Analysemesssystem misst Nanoteilchen mit rund 40 nm bis hin zu Mikropartikeln von ca. 10 μm Größe und bietet Einsatzmöglichkeiten vom „Drug targeting“ bis hin zur Corona-Impfstoffforschung.

[ mehr ]
Schema des Messaufbaus zur Kalibrierung einer MFM-Spitze mit einem Quantensensor. Die MFM-Spitze (türkis) erzeugt ein magnetisches Streufeld, das über ein einzelnes NV-Zentrum (gelb) in einem Diamantsubstrat (blau) präzise vermessen werden kann. Rastert man die Spitze über das NV-Zentrum, so erhält man daraus ihre Streufeldverteilung und damit „quantengenaue“ Informationen über ihre magnetischen Abbildungseigenschaften.

Erstmals wurde ein klassisches Verfahren zur Messung magnetischer Feldverteilungen, die räumlich auf der Nanometerskala variieren, mit einem atomaren Quantensensor kalibriert. Das neue Kalibrierverfahren kommt ohne vereinfachende Modellannahmen aus und ermöglicht zuverlässigere Messungen von Magnetfeldverteilungen mit hoher Ortsauflösung.

[ mehr ]

Mit einer interaktiven, kostenfrei erhältlichen Software, die zur Korrektur gemessener Ultraschallsignale genutzt werden kann, will die PTB das Verfahren der Signalentfaltung einem breiteren Anwenderkreis zugänglich machen und so einen Beitrag zur Qualitätssicherung in der Ultraschall-Messtechnik leisten. Die Open-Source-Software kann für individuelle Anforderungen verändert werden.

[ mehr ]
Die Teilchen sind innerhalb der goldenen Struktur in der Mitte gespeichert. Der Aufbau ist innen hohl und ähnelt einem Stapel von Unterlegscheiben unterschiedlicher Dicke. (Foto: Stefan F. Sämmer/JGU Mainz)

Weltweit ist es zum ersten Mal gelungen, eine neue Methode zur Kühlung von Protonen mithilfe lasergekühlter Ionen – in diesem Fall Beryllium-Ionen – erfolgreich umzusetzen. Neu ist, dass die Kühlleistung jetzt über einen elektrischen Schwingkreis und eine vergrößerte Distanz von 9 cm von der einen in die andere Falle übertragen werden kann. So lässt sich das Proton in einer der Fallen auf deutlich tiefere Temperaturen kühlen als zuvor.

[ mehr ]
MRT-Bild des Herzens in einer Phase des Herzzyklus. Links: direkt aus den gemessenen  Daten rekonstruiertes Bild; Mitte: Resultat der entwickelten Methode; rechts: Referenzbild. Für das Referenzbild wurde eine mehr als 6-mal längere Messzeit benötigt.

Mit Magnetresonanztomografie kann bei Herzerkrankungen unter anderem die Pumpleistung des Herzens bestimmt werden. Ein Nachteil dabei ist die lange Datenaufnahme. An der PTB wurde durch die Kombination von physikalischem Modell und neuronalem Netz ein Verfahren entwickelt, mit dem aus sehr wenigen Messdaten – also in kurzer Messzeit – qualitativ hochwertige Bilder der einzelnen Phasen der Herzfunktion berechnet werden können.

[ mehr ]