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PTB-News

Das wissenschaftliche Nachrichtenblatt berichtet dreimal im Jahr über Neues aus dem vielfältigen Spektrum der PTB – entweder hier im Web oder als kostenlose Print-Ausgabe oder als Newsletter per E-Mail.

Videos zu ausgewählten Beiträgen der PTB-News finden Sie auch auf unserem Opens external link in new windowYouTube-Kanal unter "Opens external link in new windowNachrichten aus den Laboratorien".

PTB-News 3.2021 - Forschungsnachrichten

Das Gehirn verarbeitet Informationen über langsame und schnelle Hirnströme. Um letztere zu untersuchen, mussten bisher Elektroden in das Gehirn eingeführt werden. In einer Kooperation zwischen PTB und Charité wurden diese schnellen Hirnsignale jetzt erstmals von außen sichtbar gemacht – und eine erstaunliche Variabilität festgestellt. Möglich wurden diese Messungen der winzigen magnetischen Felder...

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Prinzip der Magneto-Seebeck-Mikroskopie: Eine AFM-Spitze wird über die Oberfläche bewegt und koppelt IR-Strahlung in die CuMnAs-Schicht. Dort entsteht ein heißer Punkt und eine messbare Spannung an den Kontakten, die als Funktion des Ortes aufgezeichnet wird und für die jeweilige Domänenorientierung charakteristisch ist.

Antiferromagnetische Materialien sind im Inneren zwar magnetisch, jedoch wechselt die Richtung ihrer geordneten mikroskopischen Momente zwischen einzelnen Elementarmagneten. Darum gibt es kein magnetisches Nettomoment. Mittels Magneto-Seebeck-Mikroskopie wurde der magnetische Zustand eines Antiferromagneten messbar gemacht, um ihn für Anwendungen z. B. in der Spintronik nutzen zu können.

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Endmaß aus einkristallinem Silizium mit einer Größe von 197 mm × 35 mm × 9 mm

In der PTB wurden absolute Längenmessungen an einem einkristallinen Siliziumendmaß mit abbildender Interferometrie durchgeführt, die eine kleinere Messunsicherheit als alle vorherigen Messungen bieten. Sie präzisieren bisherige CODATA-Referenzdaten und sind hilfreich für eine neue sekundäre Realisierung des Meters.

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Einblick in den Prototypen mit angedeutetem Strahlengang mit Laserdiode (LD), Strahlteiler (BS) und Photodetektoren (PD)

In Zusammenarbeit mit einem Industriepartner hat die PTB ein sehr kompaktes Wellenlängennormal entwickelt und evaluiert. Es basiert auf einem Diodenlaser, dessen Frequenz auf Übergänge im Jodmolekül stabilisiert ist. Dieser Typ Laser könnte in Zukunft die leistungshungrigen und großen Helium-Neon-Laser als Normal für die interferometrische Längenmessung ablösen.

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Die Manipulation einzelner Elektronen mit dem Ziel, Quanteneffekte nutzbar zu machen, verspricht qualitativ neue Anwendungsmöglichkeiten in der Elektronik. In diesen Einzelelektronenschaltungen, die den Gesetzen der Quantenmechanik gehorchen, treten jedoch statistische Abweichungen von der fehlerfreien Funktionsweise auf. Daraus ergibt sich eine fundamentale Unsicherheit, deren Verständnis und...

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Beispielhafter Aufbau einer Messung mit einem Spektrometer und einem Ortsdosimeter an der UKP-Laseranlage der PTB. Als Material wurde ein Rundstab aus Wolfram verwendet.

Für die Materialbearbeitung werden immer häufiger Ultrakurzpulslaser eingesetzt, deren einzeln Pulse nur Pikosekunden dauern. Da diese Geräte unerwünschte Röntgenstrahlung abgeben können, schreibt das Strahlenschutzgesetz seit dem 20. Mai 2021 eine Genehmigungspflicht vor. Die PTB hat diese Gesetzesänderung mit umfangreichen Strahlenschutzmessungen an ihrer neuen Ultrakurzpuls-Laseranlage...

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Bislang erreichen Lithium-Schwefel-Batterien noch nicht ihre maximal mögliche Kapazität und Lebensdauer. Molekülspezifische, zeitaufgelöste und rückführbare Messungen an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II haben gezeigt, dass die Anreicherung von Polysulfiden an der Anode ein Hauptgrund dafür sein könnte.

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PTB-News 3.2021 - Technologietransfer

In der Optik müssen Strahlen, die mit einem Abstand von wenigen Millimetern verlaufen, häufig unabhängig voneinander justiert werden. Bei manchen Einbauszenarien wäre es wünschenswert, dies in einer einzigen Baugruppe zu realisieren, um den dabei erzeugten Strahlenabstand zu verringern. Das PTB-Konzept eines neuen Doppelspiegelhalters löst dieses Problem in einfacher Weise. Die beiden D-förmigen...

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Für den Explosionsschutz in industriellen Anlagen ist es sehr wichtig zu wissen, wie sich Partikel (etwa Pulver) beim Transport in Strömungsvorgängen elektrostatisch aufladen. Die neue Technologie basiert auf zwei unterschiedlichen Messungen mithilfe der Particle Image Velocimetry (PIV). Zwischen zwei definierten Messabschnitten befindet sich ein Testkanal, an den ein elektrostatisches Feld...

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Schematische Darstellung eines Drei-Scheiben-Sorptionskörpers

Bei der Kalibrierung von Massenormalen ist die Bestimmung der Masse von an der Oberfläche angelagerten Stoffen wichtig. Sie kann mithilfe von Sorptionskörpern ermittelt werden, die aus mehreren einzelnen Scheiben bestehen und zur Steigerung der Messgenauigkeit in Form einer Korrektur berücksichtigt werden. Ein neues Konzept aus der PTB ermöglicht sowohl eine effiziente Handhabung als auch eine...

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PTB-News 3.2021 - Verschiedenes

 Cornelia Denz

Ab dem 1. Mai 2022 wird die Physikerin Prof. Dr. Cornelia Denz von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster die PTB leiten. Der derzeitige PTB-Präsident Prof. Dr. Dr. h. c. Joachim Ullrich, der die Präsidentschaft seit dem Jahr 2012 innehat, scheidet dann altersbedingt aus. In der 135-jährigen Geschichte der PTB wird Cornelia Denz die erste Frau an der Spitze der PTB...

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Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt MIQRO mit 15,8 Millionen Euro. In dem Projekt soll ein Quantencomputer basierend auf Hochfrequenz-gesteuerten Ionen entwickelt werden. Neben der PTB nehmen daran die Leibniz Universität Hannover, die Universität Siegen, die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, die QUARTIQ GmbH sowie die eleQtron GmbH als...

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Das Wasserstoff-Innovationslabor mit dem Titel „Nachhaltige Verbrennungskonzepte“ ist gestartet. Mit einer Förderung des niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur in Höhe von 1,2 Millionen Euro geht das Projekt in die dreijährige Umsetzungsphase. Beteiligt sind neben der PTB die Leibniz Universität Hannover, die TU Braunschweig, die TU Clausthal und die Jade Hochschule...

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UDO, das Untertagelaboratorium der PTB, besteht inzwischen seit 30 Jahren und bietet mit einem der weltweit niedrigsten Strahlungspegel beste Bedingungen für die Überwachung der Umweltradioaktivität und damit indirekt auch für die Beobachtung des Klimawandels und dessen Parameter. Letzteres geschieht durch die Beobachtung von natürlichem Radon in der Atmosphäre, das dabei als „tracer“ für die...

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