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Symbolbild: Ein roter Schirm überspannt mehrere blaue Schirme

Die Quantenkommunikation verspricht durch Ausnutzung quantenmechanischer Effekte eine abhörsichere Übertragung von Informationen. Eine der zurzeit am weitesten erforschten Anwendungsfälle ist die quantenbasierte Schlüsselverteilung. Nach intensiver Forschung auf diesem Gebiet steht nun der technologische Sprung in die Wirtschaft bevor: Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert 36 Einrichtungen im Innovationshub für Quantenkommunikation, um Forschungsinstitute und Unternehmen zu vernetzen. Das begleitende Schirmprojekt (SQuaD) wird von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in engem Schulterschluss mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) koordiniert und bringt Akteure aus Forschung und Industrie zusammen. Darüber hinaus erweitert es bestehende Testumgebungen für die Quantenkommunikationstechnologie. 

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KI in der Medizin (Symbolbild), Quelle: PTB

Künstliche Intelligenz (KI) treibt aktuell eine Vielzahl von Innovationen in der Medizin an. Gerade in diesem Gebiet stellt sich die kritische Frage: Wann ist ein neues KI-System verlässlich? Um innovative Ansätze in KI und Robotik im Gesundheitswesen zu prüfen und schneller zur Marktreife zu bringen, hat die EU ein Projekt im Rahmen des Programms TEF – Testing and Experimentation Facilities – im Bereich Gesundheit gestartet. Es trägt den Namen TEF-Health und startete mit einem Kick-Off-Meeting am 23. Januar. Das Projekt ist Teil des Programms „Digital Europe“ und wird mit 60 Millionen Euro gefördert. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist maßgeblich an einer Projektgruppe beteiligt, die agile Zulassungsprozesse für vertrauenswürdige KI etablieren wird. Innerhalb der PTB ist das Projekt Teil ihres innovativen Schwerpunkts systemische Metrologie. Ziel ist es dabei, Qualitätsstandards für vernetzte Daten und KI auf messbare...

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In einem internationalen Forschungsprojekt namens AQuRA („Advanced Quantum Clock for Real-World Application“) soll in 3,5 Jahren eine optische Atomuhr basierend auf neutralen Atomen entstehen, die sehr genau und robust zugleich ist. Sie kann dann ohne aufwendige Laboraufbauten und ohne den Einsatz von Atomuhrspezialisten im Praxisalltag genutzt werden, etwa wenn Geodäten die Erhöhung des Meeresspiegels aufgrund der Klimaerwärmung messen wollen. Die EU fördert das Projekt mit 7,5 Mio Euro. Neben der PTB sind an dem Projekt acht weitere Partner aus Metrologieinstituten, Universitäten und der Industrie aus sechs Ländern beteiligt. Die Koordination liegt bei der Universität Amsterdam.

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QI-Digital

In einer zunehmend digitalisierten Welt muss auch die Qualitätssicherung neu gedacht werden, als Grundvoraussetzung für die digitale und grüne Transformation der Wirtschaft. In der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) ins Leben gerufenen Initiative QI-Digital suchen die zentralen Akteure der deutschen Qualitätsinfrastruktur (QI) gemeinsam mit interessierten Stakeholdern aus Wirtschaft und Forschung neue Lösungen für eine moderne Qualitätssicherung. Beim QI-Digital Forum im Oktober wurden die Herausforderungen und Möglichkeiten für die Qualitätssicherung diskutiert und Lösungsansätze sowie die Pilotprojekte aus der Initiative QIDigital vorgestellt. Zuvor war ein Beirat gewählt worden, dem Expertinnen und Experten aus Unternehmen und Verbänden, Vertreterinnen und Vertreter aus Forschungseinrichtungen und Behörden sowie Akteure der QI angehören.

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Seit dem 1. August 2022 hat die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH ihre Anlagenschutzbereiche rund um Drehfunkfeuer verkleinert. So wird weiteres Potenzial für mehr Flächen für Windenergieanlagen in Deutschland geschaffen und ein wichtiger Beitrag zur Energiewende geleistet. Wesentliche Aspekte hatte die PTB im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Forschungsprojekts WERAN (Wechselwirkung Windenergieanlagen und Radar/Navigation) entwickelt: Darin hatte ein von der PTB mit Messtechnik ausgestatteter Oktokopter Messdaten in verschiedenen Höhen und Entfernungen rund um Windkraftanlagen erfasst. Die ermittelten Daten hatten zu einer neuen Abstands-Berechnungsformel für Windkraftanlagen geführt. 

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 Annette Röttger

Die Physikerin ist seit dem 1. Oktober Mitglied des Präsidiums der PTB. Davor leitete sie die Abteilung 6 Ionisierende Strahlung. Ihre fachlichen Schwerpunkte für ihre neue Tätigkeit als Mitglied des Präsidiums liegen in den für die Zukunft wichtigen Themenfeldern „Sicherheit und Resilienz“ sowie den Schwerpunktthemen „Klima und Umwelt“, „Medizin“ und „Energie“. Annette Röttger engagiert sich zudem für Diversität und Gleichstellung und ist eine Expertin für Veränderungsprozesse. In ihrer neuen Rolle wird sie sich im besonderen Maße um nationale und europäische Forschungsprogramme kümmern und aktiv bei EURAMET e.V. mitarbeiten.

Tobias Schäffter

Der Leiter der Abteilung 8 Medizinphysik und metrologische Informationstechnik wurde am 27. Oktober zum Mitglied in die Deutsche Akademie für Technikwissenschaften (acatech) gewählt. Die von Bund und Ländern geförderte nationale Akademie sieht sich als Stimme der...

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Bei der optischen Frequenzübertragung per Glasfaserverbindung über lange Distanzen ist die Kompensation optischer Verluste eine große Herausforderung. Die herkömmlichen optischen Verstärker sind anfällig gegen Rückstreuung und -reflexion, die zu unvermeidlichen Phasensprünge in dem übertragenen Signal führen. Das neue Konzept der PTB basiert auf einem Brillouin-Verstärker, der eine besonders hohe optische Verstärkung und Schmalbandigkeit aufweist. Die Neuentwicklung ermöglicht einen kostengünstigen und flexibel einsetzbaren Aufbau, der relative Frequenztransfer-Unsicherheiten von unter 10–20 erlaubt. Der neue Brillouin-Verstärker ist für verschiedene Frequenzbänder geeignet. (Technologieangebot 551)

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Sensoren zur Untersuchung des Schwerefeldes der Erde werden in vielfältigen Bereichen der Geodäsie, Geophysik und Gravimetrie eingesetzt. Für die Messung von Dichteinhomogenitäten in der Erdoberfläche wurde in der PTB ein differenzielles Gradiometer mit hoher Empfindlichkeit entwickelt. Das als Nullinstrument konzipierte Gradiometer ist insbesondere zur Bestimmung von vertikalen Schweregradienten geeignet, während es gegenüber störenden Einflüssen durch lineare Schweregradienten sowie die absolute Fallbeschleunigung unempfindlich ist. (Technologieangebot 539)

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Über die Refraktivität reiner Gase lassen sich vorzugsweise Drücke im Bereich von 1 Pa bis 100 kPa mit höchster Genauigkeit messen. Hierfür wurde in der PTB ein spezieller Fabry-Perot-Resonator entwickelt, dessen Spiegel zur Minimierung der Deformation in einem speziellen Design angeordnet sind. Die Konstruktion beruht darauf, die Resonatorspiegel möglichst spannungsfrei beidseitig mit dem gleichen Druck zu beaufschlagen, auch wenn der Druck im Innern der Messkavität sich deutlich vom Umgebungsdruck unterscheidet. Somit wird die druckinduzierte Verbiegung der Resonatorspiegel unterdrückt, was für deutlich geringere Deformationen der Resonatoren und entsprechend geringere Unsicherheiten der potenziell primären Druckstandards sorgt. (Technologieangebot 487).

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Diesel-Kfz müssen spätestens ab dem 1. Juli 2023 im Rahmen ihrer nächsten Abgasuntersuchung (AU) nachweisen, dass sie weniger als 250 000 Partikel pro Kubikzentimeter Abgas ausstoßen. Um diesen Grenzwert verlässlich zu messen, werden Partikelzähler benötigt, die für diese spezielle Messung ausgelegt sind. Ihr Messbereich muss zur Partikelgröße, zur Partikelkonzentration und zu den Eigenschaften von Diesel-Abgas passen, und sie müssen auf die spezielle Testprozedur im Rahmen der Abgasuntersuchung in den Werkstätten abgestimmt sein. Inzwischen hat die Konformitätsbewertungsstelle (KBS) der PTB die ersten drei dieser aufwendigen Baumusterprüfungen abgeschlossen.

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