(Hoch-)Schule

Optische Atomuhren sind die genauesten je gebauten Messgeräte und inzwischen zu einer Schlüsseltechnik in der Grundlagen- und der angewandten Forschung geworden, etwa zum Test der Konstanz von Naturkonstanten oder für Höhenmessungen in der Geodäsie. Am QUEST-Institut in der PTB wurde in einer Kooperation und im Rahmen des Exzellenzclusters QuantumFrontiers zum ersten Mal eine optische Atomuhr realisiert, die auf hochgeladenen Ionen basiert.

Megacoole Nachricht für die Welt der Metrologie: Es gibt neue Einheiten-Vorsätze (Präfixe) für extrem große und extrem kleine Zahlenangaben: Ronna und Quetta sowie ronto und quecto. Die Bekanntheit von Mega (eine Million) oder milli (ein Tausendstel) werden sie sicherlich nicht so schnell erreichen. Aber die Erweiterung war beispielsweise deshalb notwendig, weil durch die Digitalisierung die weltweiten Datenmengen exponentiell wachsen. Hier werden schon jetzt die Präfixe am oberen Ende der bestehenden Skala verwendet. Präfixe für sehr kleine Zahlen sind  für die Quantenwissenschaft und die Teilchenphysik sehr nützlich, betont die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), die als nationales Metrologieinstitut die oberste Instanz in Deutschland für alle Fragen des richtigen und zuverlässigen Messens ist.

Optische Atomuhren sind die genauesten je gebauten Messgeräte und sind inzwischen zu einer Schlüsseltechnik in der Grundlagen- und der angewandten Forschung geworden, etwa zum Test der Konstanz von Naturkonstanten oder für Höhenmessungen in der Geodäsie. Jetzt haben Forschende des QUEST-Instituts in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) Heidelberg, der TU Braunschweig und im Rahmen des Exzellenzclusters QuantumFrontiers zum ersten Mal eine optische Atomuhr realisiert, die auf hochgeladenen Ionen basiert. Diese Art von Ionen bietet sich für eine solche Anwendung an, da sie außergewöhnliche atomare Eigenschaften und eine geringe Empfindlichkeit gegenüber externen elektromagnetischen Feldern haben. Über ihre Ergebnisse berichten die Forschenden in der aktuellen Ausgabe von Nature.

Bis zu 15 Millionen Euro des Bundes werden in den kommenden drei Jahren in die niedersächsische Quantentechnologie fließen. Sogenannte QVLS-iLabs-Labore sollen die Forschungsarbeit mit der Wirtschaft verknüpfen. Die Entwicklerinnen und Entwickler der TU Braunschweig, der Leibniz Universität Hannover und der PTB wollen bis 2025 einen Quantencomputer in Betrieb nehmen.

Die bestehende Glasfaserverbindung für Zeit und Frequenzübertragung zwischen der PTB und der Leibniz Universität Hannover wird zu einer Teststrecke für Quantenkommunikation ausgebaut. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 1,5 Millionen Euro geförderte Projekt InterSync etabliert eine abhörsichere Datenverbindung zwischen den beiden mehr als 70 Kilometer entfernten Einrichtungen. Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erforscht und demonstriert dafür neue, präzise Zeitsynchronisations-Methoden speziell für den Einsatz in Quantennetzwerken und der Quantenkryptografie. Das Projekt wird von der Leibniz Universität koordiniert. (PTB-Ansprechpartner: Stefan Kück, 0531 592-4010, stefan.kueck(at)ptb.de)

In einem Programm namens Hightech-Inkubator fördert das Land Niedersachsen mit 4,7 Mio Euro den Aufbau einer langfristigen und schlagkräftigen Struktur zur Unterstützung von Deep-Tech-Firmengründungen im Umfeld der Quantentechnologien. Getragen wird das Programm mit einer Förderzeit bis Ende 2024 durch das Quantentechnologie- Kompetenzzentrum der PTB, zusammen mit den universitären Partnern aus Hannover (Leibniz Universität) und Braunschweig (Technische Universität). Zugleich ist der Inkubator eingebunden in das Quantum Valley Lower Saxony (QVLS). (Ansprechpartner: Nicolas Spethmann, 0531 592-2009, nicolas.spethmann(at)ptb.de)

Am 3. September zwischen 10 Uhr und 16 Uhr findet auf dem Campus der PTB in Braunschweig der Tag der Ausbildung statt. Wir informieren über unsere vielfältigen Ausbildungs- und Studienangebote aus dem technischen und handwerklichen Bereich. Unsere Ausbilder/-innen und Auszubildenden beantworten alle Fragen und rund um die Berufsbilder, die Voraussetzungen, den Bewerbungsprozess und geben Einblicke in die einzelnen Ausbildungsberufe am Puls der Spitzenforschung.

Seit 1. Juni 2022 arbeiten das BRICS, ein Forschungszentrum der TU Braunschweig, und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig auf einem weiteren Gebiet offiziell zusammen. Bei der jetzt vertraglich vereinbarten Kooperation steht die Standardisierung im biomedizinischen Bereich im Mittelpunkt: Erforscht werden sollen weltweit geltende, objektive Maßstäbe für quantitative Messungen in der Biomedizin, also Einheiten, Grenzwerte und Messmethoden, die möglichst auf das internationale Einheitensystem SI rückgeführt werden können. Wichtig ist das zum Beispiel bei der Verabreichung von Medikamenten wie bei der Insulintherapie und bei der Cholesterin-Diagnose.

Das bundesweite Verbundprojekt QSolid will innerhalb der nächsten fünf Jahre eine Kollaborationsplattform für einen Quantencomputer auf der Basis supraleitender Festkörperschaltkreise entwickeln, in dessen Rahmen auch ein Demonstrator-System aufgebaut werden soll. Die PTB wird im Projekt u. a. besonders rauscharme supraleitende Schaltungen der nächsten Generation entwickeln, für die hochpräzise Fertigungsmethoden nötig sind. Darauf aufbauend sollen zukünftig Kalibrierangebote entstehen, die am Quantentechnologie-Kompetenzzentrum der PTB von Industriepartnern genutzt werden können. An dem Projekt QSolid, das vom Forschungszentrum Jülich koordiniert wird, sind 25 Partner beteiligt. Das Projektbudget beträgt 76,3 Millionen Euro; es wird zu 89,8 Prozent durch das BMBF gefördert. (Ansprechpartner: Lukas Grünhaupt, 0531 592-9453, lukas.gruenhaupt(at)ptb.de)

Zum 1. Mai hat der bisherige Präsident der PTB, Prof. Dr. Joachim Ullrich, den Staffelstab an Prof. Dr. Cornelia Denz übergeben. Sie ist die erste Präsidentin in der mehr als 135-jährigen Geschichte der PTB. Zuvor hatte Cornelia Denz sieben Jahre lang das Institut für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster geleitet. Die PTB kennt sie als langjähriges Mitglied im Kuratorium bereits gut. Joachim Ullrich tritt nach mehr als zehn Jahren an der Spitze der PTB ein neues Amt als Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) an.