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Noch ist der Wert des kleinen Platinzylinders in einem Safe im Pariser Vorort Sèvres unermesslich – sagt dieses Objekt doch der Welt seit mehr als hundert Jahren, was ein Kilogramm ist. Doch schon sehr bald wird sich sein Wert auf den reinen Kurswert von Platin reduzieren. Denn die Welt des präzisen Messens steht vor einem fundamentalen Wandel. Die physikalischen Einheiten wie das Kilogramm für die Masse oder das Kelvin für die Temperatur werden auf die stabilste nur denkbare Basis gestellt, indem sie sich in Zukunft auf Naturkonstanten beziehen werden. Der diesjährige Weltmetrologietag (wie immer am 20. Mai) will diesen Wandel ins öffentliche Bewusstsein rücken. Genau ein Jahr später, am Weltmetrologietag des Jahres 2019 soll dann das neue Einheitensystem in Kraft treten. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), als nationales Metrologieinstitut Deutschlands die oberste Instanz bei allen Fragen rund ums Messen, ist mit...

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The nucleus of thorium-229 possesses a property that is unique among all known nuclides: It should be possible to excite it with ultraviolet light. To date, little has been known about the low-energy state of the Th-229 nucleus that is responsible for this property. Together with their colleagues from Munich and Mainz, researchers at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) have now performed the first-ever measurements – using optical methods – of some important properties of this nuclear state such as the shape of its charge distribution. In this way, a laser excitation of the atomic nucleus can be monitored, thus allowing an optical nuclear clock to be realized that “ticks” more precisely than present-day atomic clocks. The scientists have reported their results in the current issue of Nature.

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Einen prägnanten Eindruck von der großen thematischen Bandbreite der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) bekam Ministerpräsident Stephan Weil bei seinem Besuch der PTB am 11. April. Stephan Weil informierte sich sowohl über die Grundlagenforschung bei den Atomuhren als auch über die sehr anwendungsnahen PTB-Aufgaben auf dem Feld der Energiewende bei der Besichtigung des neuen Windenergiezentrums der PTB. Hauptsächlich ging es jedoch um wissenschaftspolitische Themen von beiderseitigem Interesse. „Ich bin überaus beeindruckt von den messtechnischen Leistungen und der wissenschaftspolitischen Weitsicht der PTB. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter leisten hier in Braunschweig exzellente Arbeit und tragen maßgeblich dazu bei, dass die PTB auf Landes- und Bundesebene zu den herausragenden Forschungseinrichtungen zählt“, so Stephan Weil beim Gespräch mit dem PTB-Präsidium. 

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Increasing miniaturization in the microelectronic sector has created inevitable facts: In the future, structures on microchips and on other components will have to be manufactured by means of lithography in the EUV range, which means using extremely short wavelengths of just 13.5 nm. For test measurements, the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and the world's largest supplier of lithography systems for the semiconductor industry, the Dutch company ASML, have put a new test beamline into operation at BESSY II in Berlin. This is a continuation of the successful collaboration between the two institutions that began several years ago.

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Lead, cadmium, mercury, and arsenic do not belong in medicinal products. International requirements for the quality of medicines have therefore become more stringent and introduced new control requirements. Hence, it makes sense to use high-accuracy reference solutions with defined contents of these four elements to be able to make the measurements traceable to the International System of Units (SI). Such reference solutions have now been produced in a joint project of the European Directorate for the Quality of Medicines and HealthCare (EDQM), the Joint Research Center (JRC) Geel, the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) and the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Since January 2018, they are commercially available at the EDQM.

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Die Preisträger des diesjährigen Helmholtz-Preises stehen fest: Es sind Wissenschaftler, die sich mit ihren physikalischen Präzisionsmessungen in der Quantenwelt bewegen. Dies sind zum einen Doktoranden des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik, die den Radius des Wasserstoffkerns neu ermittelt und damit wichtige Hinweise zur Lösung des vieldiskutierten „proton size puzzle“ der Quantenelektrodynamik gegeben haben. Zum anderen erhält eine Forschergruppe der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) die Auszeichnung. Die PTB-Wissenschaftler haben elektrische Quanteneffekte genutzt, um Messverfahren und Geräte zu entwickeln, die kleinste Stromstärken mit bisher unerreichbarer Genauigkeit messen können. In der Wissenschaft vom exakten Messen, der Metrologie, gilt der Helmholtz-Preis als eine der international bedeutendsten Auszeichnungen. In den Kategorien „Grundlagen“ und „Anwendungen“ ist er mit jeweils 20 000 Euro dotiert. Die Ehrung...

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A European collaboration involving clock experts from the National Physical Laboratory (NPL), the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and the Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) has used PTB's transportable optical atomic clocks to measure gravitation for the first time. The results of the experiment were published in Opens external link in new windowNature Physics.

Listen to a Opens external link in new windowNature Podcast (15 February) on this topic!

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In einem neuen Gebäude auf dem Gelände der PTB, dem „Euler-Bau I“, hält das Kompetenzzentrum für Windenergie Einzug. Hier soll technisches Neuland betreten werden, indem die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der PTB Messtechnik entwickeln und bereitstellen, die den zuverlässigen Betrieb von immer größeren und leistungsfähigeren Windenergieanlagen ermöglicht. 560 Quadratmeter Fläche stehen dafür bereit. Die Kosten des Baus und dessen Einrichtung liegen bei ca. fünf Millionen Euro. Gestern begannen bereits die ersten Arbeiten für den zweiten Bauabschnitt, den „Euler-Bau II“. Pressevertreter sind herzlich eingeladen, die Fertigstellung des ersten Bauabschnitts mit den Mitarbeitern der PTB und geladenen Gästen zu feiern: am 13. Februar um 11:30 Uhr auf dem Gelände der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig.

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Because of their complex geometry, aspheres – that is, non-spherically curved surfaces of optical elements such as mirrors or lenses – pose special challenges to the field of precision metrology. What is more, the requirements placed on aspheres are steadily increasing – as can be seen in highly sensitive technical applications where aspheres are used, such as self-driving vehicles. It is therefore not surprising that interest in this event is very high among experts. The annual High Level Expert Meeting Asphere Metrology became internationally established as early as 2010. Developers, manufacturers and users of aspheres from an ever-increasing number of countries travel to the meeting to inform themselves about the latest measurement procedures in this field. This year, the organizers of the Competence Center Ultrapräzise Oberflächenbearbeitung (CC UPOB e.V.), which is located at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), are...

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Optical atomic clocks "tick" at the unimaginably high frequency of laser light – nearly 1015 Hz. Suitable measurement procedures must ensure that the laser frequency is stabilized automatically and exactly to match the unperturbed transition frequency between two atomic energy levels. To avoid perturbations, the reference atoms are kept under vacuum in custom-made traps to ensure they are protected as well as possible from external influences during laser excitation. The transition frequency can, however, also be disturbed by the interaction between the atoms and the exciting light. In the current issue of the scientific journal "Physical Review Letters", researchers from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Germany describe a new experimental procedure that allows perturbations due to the excitation of the atoms to be completely eliminated. The procedure's efficiency has been demonstrated by means of comparison...

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Intelligente Messsysteme (Smart Meter) halten nach und nach Einzug in Haushalten und Unternehmen und können dem Endverbraucher bei der Kontrolle seines Energieverbrauchs behilflich sein: Sie zeigen, wann wie viel Energie zu welchem Tarif verbraucht wurde. Voraussetzung ist allerdings, dass sie ein Display mit entsprechenden Funktionen besitzen. Um das zu ermöglichen, hat der Arbeitskreis BundesDisplay die Open-Source-Software „TRuDI“ entwickelt. Nach sechsmonatiger Entwicklungsphase und erfolgreicher Prüfung durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ermöglicht die Transparenz- und Display-Software dem Endverbraucher eine einheitliche, herstellerübergreifende Darstellung seines Energiebedarfs sowie die Möglichkeit zur Rechnungsprüfung.

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Von der Grundlagenforschung bis zur Technischen Zusammenarbeit – vom 1. August bis zum 28. September 2018 können Studierende in aktuellen Forschungsprojekten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) mitarbeiten. Das Motto lautet: „Dein genauester Sommer!“ Denn in der PTB geht es immer um metrologische Genauigkeit, um die Kunst des Messens. Wer sich dafür begeistern kann, zwei Monate lang intensiv und gemeinsam mit hochqualifizierten Kolleginnen und Kollegen an relevanten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen zu arbeiten, wird hier mit Sicherheit ein passendes Projekt finden. Die erstklassige technische Ausstattung der PTB und ihr breites Aufgabenspektrum bieten eine einmalige Basis für eigene Forschungserfolge. Die Bewerbungsfrist läuft bis zum 30. April 2018.

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The Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) is known for providing time e.g. for radio-controlled clocks. For this purpose, it operates some of the best cesium atomic clocks in the world. At the same time, PTB is already developing various atomic clocks of the next generation. These clocks are no longer based on a microwave transition in cesium, but they rather operate with other atoms that are excited using optical frequencies. Some of these new clocks can even be transported to other locations. At its QUEST Institute, PTB is currently developing a transportable optical aluminum clock in order to measure physical phenomena (such as the red shift that was predicted by Einstein) outside a laboratory. A prerequisite for this is that the required lasers are able to endure transportation to other locations. PTB physicists have therefore developed a frequency-doubling unit that will even continue to operate when it has been shaken at...

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The International System of Units (SI) is being fundamentally revised. The foremost expert committee in the world of metrology, the International Committee for Weights and Measures (Comité international des poids et mesures, CIPM), issued its fundamental recommendation for this development at its recently concluded annual assembly. It is hoped that, at their general conference in November 2018, the international community of signatories to the Metre Convention will heed the experts’ advice and provide the physical units with an especially firm foundation – one that consists of the set values of selected fundamental constants. The seven base units will thereby lose their prominent role. Instead, seven fundamental constants will be determined as defining reference entities from which all units can be derived.

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Der Werner-von-Siemens-Ring, der die Lebensleistung bedeutender Ingenieure würdigt, bildet diesmal gleich zwei Zukunftsfelder ab: Mobilität und Digitalisierung. Auf ihren jeweiligen Gebieten gehören die Preisträger zu den ganz Großen ihres Fachs. Joachim Milberg als BMW-Chef und Hasso Plattner als Gründer von SAP haben den Wirtschaftsstandort Deutschland entscheidend geprägt. Und was der Jury mindestens ebenso wichtig war: Beide haben mit einer Fülle von Ideen immer wieder Brücken gebaut – zwischen Wissenschaft und Forschung, Industrie und Politik. 

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Der größte Drehmomentsensor, der je an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) kalibriert worden ist, wurde in einem Teststand in Aachen eingebaut. Mithilfe dieses neuen Transfernormals konnte ein neuer Kalibrierablauf getestet werden, der die Präzision aus der PTB in die Aachener Anlage übertragen soll. Das Ganze findet im Rahmen eines internationalen Projektes statt, an dem mehrere nationale Metrologieinstitute und mehrere Teststandbetreiber beteiligt sind. Mithilfe der Ergebnisse aus der großangelegten Messkampagne wollen die Wissenschaftler zum einen die Genauigkeit herkömmlicher Drehmomentmessungen bestimmen und zum anderen eine allgemeingültige Vorgehensweise empfehlen, damit alle Prüfstände von präzisen Messungen profitieren können. So kommt am Ende die Verbesserung bei den Windkraftanlagen und nicht zuletzt beim Stromkunden an.

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This revolution has been a long time in the making. Behind it are metrologists working in their scientific laboratories, and scientific managers in their decision-making committees. Now the moment is approaching when many of the old quantities (specifically, the definitions behind them) will have to step down to make way for their successors, who are waiting in the wings. The quantities concerned are the kilogram, the mole, the ampere and the kelvin. The foremost expert committee in the world of metrology, the International Committee for Weights and Measures (Comité international des poids et mesures, CIPM), issued its unequivocal recommendation for this development at its recently concluded annual assembly. It is hoped that, at their general conference next year, the international community of signatories to the Metre Convention will heed the experts’ advice and provide the physical units with an especially firm foundation – one that...

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The search goes on. No difference in protons and antiprotons have yet been found which would help to potentially explain the existence of matter in our universe. However, physicists in the BASE collaboration at the CERN research center have been able to measure the magnetic force of antiprotons with almost unbelievable precision. Nevertheless, the data do not provide any information about how matter formed in the early universe as particles and antiparticles would have had to completely destroy one another. The most recent BASE measurements revealed instead a large overlap between protons and antiprotons, thus confirming the Standard Model of particle physics. Around the world, scientists are using a variety of methods to find some difference, regardless of how small. The matter-antimatter imbalance in the universe is one of the hot topics of modern physics.

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Pressemitteilung der PTB und BBR

Berlin. Am 10. Oktober 2017 wurde über dem Erweiterungsbau des Willy-Wien-Laboratoriums der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) der Richtkranz aufgezogen. Der Bau des Labor- und Bürogebäudes mit direkter Anbindung an den benachbarten Elektronenspeicherring im Hauptgebäude wird vom Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) umgesetzt. 

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