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Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), Institut Berlin, haben die innovative Methode der digitalen Tröpfchen-PCR für den Nachweis von SARS-CoV-2 angepasst und nun in einer internationalen Vergleichsmessung (einem Ringvergleich) zur Qualitätssicherung erfolgreich eingesetzt. An dem Vergleich, der von der Gesellschaft zur Förderung der Qualitätssicherung medizinischer Laboratorien e. V. (INSTAND e. V.) in Zusammenarbeit mit dem Nationalen Konsiliarlaboratorium für Coronaviren des Instituts für Virologie der Charité (Prof. Dr. Christian Drosten) durchgeführt wurde, waren 470 medizinische Laboratorien aus 36 Ländern beteiligt. In Zukunft könnte die Methode aus der PTB als Referenzmessverfahren für den Virus-Genomnachweis zur Qualitätssicherung von PCR-Analysemethoden in medizinischen Laboratorien eingesetzt werden. Bei der Methode werden die Tröpfchen, die die typische RNA-Sequenz des Virus enthalten, direkt...

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Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben in einem Artikel in der aktuellen-Ausgabe von Scientific Data, dem Datenjournal von Nature, die Beschreibung eines Datensatzes von 21837 10s-EKG-Signalen von 18885 Patienten veröffentlicht. Er ist damit der größte frei zugängliche Datensatz seiner Art und beispielsweise etwa 40-mal größer als die PTB Diagnostic Database, die bis jetzt häufig verwendet wurde. Er liefert maschinenlesbare Befunde und über 70 verschiedene EKG-Annotationen von bis zu zwei Kardiologinnen und Kardiologen. Der Datensatz ist öffentlich verfügbar bei PhysioNet (Opens external link in new windowhttps://www.physionet.org/content/ptb-xl) und im Scientific-Data-Artikel detailliert beschrieben. Der Datensatz wurde mit besonderem Hinblick auf die Verwendung zur Entwicklung von maschinellen Lernverfahren aufbereitet und zu deren besseren Vergleichbarkeit in...

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Seit acht Jahren erforschen Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), wie sich Störungen von Windkraftanlagen auf Einrichtungen der Flugsicherung verlässlich und realistisch abschätzen lassen. Die wissenschaftliche Aufgabe war messtechnisch komplex und das Vorgehen weltweit einmalig. Nun fließen die ermittelten Erkenntnisse in eine neue Prognose-Methode ein, welche in Zukunft die Zulassung von neuen Windenergieanlagen auf eine naturwissenschaftlich solide Basis stellt. Unterstützt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), dem Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (BAF) und der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH soll die neue Berechnungsformel ab dem 1. Juni 2020 angewandt werden.

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Schon seit einigen Wochen hat die PTB zahlreiche Maßnahmen umgesetzt, um das Coronavirus SARS-CoV-2 zu bekämpfen: So wurden nahezu alle Veranstaltungen für die nächste Zeit abgesagt, und alle Dienstreisen – auch zwischen den PTBStandorten – wurden gestrichen. Für alle, die auf den PTB-Geländen in Braunschweig und Berlin arbeiten, gelten strenge Hygiene- und Verhaltensregeln. Und ein Großteil der Mitarbeitenden arbeitet im Homeoffice. Auf diese Weise wurden und werden viele Aufgaben weiterhin bearbeitet, sodass der Forschungs- und Dienstleistungsbetrieb weiterläuft. Verzögerungen in den unterschiedlichen Bereichen sind zwar unvermeidbar, da sich viele Forschungs- und Dienstleistungsaufgaben nur vor Ort im Labor erledigen lassen. Die PTB setzt jedoch alles daran, dass nicht nur die Zeit weiterläuft, sondern auch alle Uhren weiter ticken, sprich alle wichtigen Messaufgaben weiterhin erfüllt werden. So arbeitet die PTB mit einem abgestuften...

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In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) steht ein Wechsel im Präsidium an – ein Wechsel, der zugleich Kontinuität verspricht. Der Halbleiter- und Festkörperphysiker Hon-Prof. Dr. Roman Schwartz scheidet altersbedingt aus dem Amt des Vizepräsidenten, das er vor sechs Jahren übernommen hatte, aus. Sein Nachfolger, Dr.-Ing. Prof. h. c. Frank Härtig, der ebenso wie Schwartz zuvor die PTB-Abteilung „Mechanik und Akustik“ für mehrere Jahre leitete, wird ab dem 1. Mai 2020 diese Aufgabe übernehmen. Für Roman Schwartz standen als Vizepräsident vor allem die „innenpolitischen Aspekte“ der PTB sowie, als weiterer thematischer Schwerpunkt, das gesetzliche Messwesen auf der Agenda. Schwartz bleibt der PTB allerdings auch im sogenannten Ruhestand für die kommenden Jahre im internationalen Netzwerk der Metrologie – als Präsident des Internationalen Komitees für das gesetzliche Messwesen (CIML) – verbunden. „Für die PTB und auch für mich...

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The Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) is sparing no effort in protecting its staff members from infection at work and curbing the spread of the coronavirus to the greatest extent possible. It is imperative that the exponential growth in the number of confirmed cases be interrupted; this will allow our healthcare system to provide the best possible medical treatment for all emergency cases on a long-term basis. At the same time, PTB must (and intends to) continue its fundamental research and service tasks as well as possible given the current constraints. All major state institutions – government agencies, trade, industry, education and research – are currently trying to pull off this balancing act. Only in this way can both society and the economy be “kept on life support” in the medium to long term. PTB has therefore imposed a multi-stage set of measures; its crisis management team will decide on an ongoing basis which of...

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Dort, wo üblicherweise gefräst, gespant und gebohrt wird, hat sich für den 17. März 2020 hoher Besuch zum Gespräch angekündigt. In der „Woche der beruflichen Bildung“ (vom 17.-24. März) schaut Niedersachsens Kultusminister Grant Hendrik Tonne auch in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) vorbei, um sich hier ganz gezielt über die Ausbildung der PTB zu informieren und um mit Auszubildenden ins Gespräch zu kommen. Begleitet wird er von Elke Büdenbender, der „First Lady Deutschlands“.

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In cooperation with the Max Planck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg, the QUEST Institute at PTB has succeeded for the first time in performing precision spectroscopy on highly charged ions. This pioneering experiment makes the field of highly charged ions accessible for research on novel atomic clocks and tests of fundamental physics.

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Scientists from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and the Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK) have carried out pioneering optical measurements of highly charged ions with unprecedented precision. To do this, they isolated a single Ar13 + ion from an extremely hot plasma and brought it practically to rest inside an ion trap together with a laser-cooled, singly charged ion. Employing quantum logic spectroscopy on the ion pair, they have increased the relative precision by a factor of a hundred million over previous methods. This opens up the multitude of highly charged ions for novel atomic clocks and further avenues in the search for new physics. [Nature 578 (2020)]

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The number is gigantic: Within the scope of medical diagnostics, about 100 million examinations are carried out with “magnetic resonance imaging” (MRI) every year – and every scanner worldwide uses technology that was developed by Jens Frahm’s team in Göttingen. The physicist, who is the head of the Biomedical NMR research group at the Max-Planck-Institute for Biophysical Chemistry, was mainly responsible for the advancement of MRI for clinical use. Back in the early days of MRI in the 1980s, a single cross-sectional image took minutes to acquire. Jens Frahm’s FLASH technology reduced that to seconds – making it at least 100 times faster. This technical progress rendered clinical MRI an ever-growing reality. Frahm’s newest invention, FLASH 2, accelerates MRI even further and enables taking videos of a beating heart or other moving organs – with up to 100 frames per second. For his achievements, Jens Frahm is receiving the Werner von...

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A functional quantum computer is one of the most intriguing promises of quantum technology. With significantly increased computing power, quantum computers will be able to solve tasks that conventional computers cannot handle, such as understanding and inventing new materials or pharmaceuticals as well as testing the limits of cryptographic techniques. In order to reduce error rates and provide reliable operations much faster, researchers at Leibniz University Hannover and Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) have developed a new method based on trapped ions. Their findings have been published in the latest issue of the scientific journal “Physical Review Letters”. 

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Scientists from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) have implemented a novel pressure measurement method, quasi as a byproduct of the work on the "new" kelvin. In addition to being new, this procedure is a primary method, i.e. it only depends on natural constants. As an independent method, it can be used to check the most accurate pressure gauges, for which PTB is known as the world leader. Checking such instruments was formerly possible in the range of up to 100 000 pascals only; now 7 million pascals are feasible. A comparison between mechanical and electrical pressure measurements has thus been carried out for the first time with a relative uncertainty of less than 5 × 10-6. Moreover, this new method offers unique possibilities to investigate helium – an important model system for the fundamentals of physics. The scientists have reported their work in the current issue of Nature Physics.

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Wer Windenergieanlagen errichten will, muss zahlreiche Genehmigungsschritte durchlaufen. Unter anderem muss geprüft werden, ob die Anlagen einen störenden Einfluss auf am Boden befindliche Navigationseinrichtungen der Luftfahrt haben. Begleitet durch die Deutsche Flugsicherung GmbH und das Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung haben Wissenschaftler der PTB mit ihren Partnern im Projekt WERAN plus das bisherige Bewertungsverfahren umfassend geprüft und überarbeitet, mit dem Ziel, klare wissenschaftlich und juristisch belastbare Prognosen für die Störwirkung geplanter Windenergieanlagen zu erhalten. Es ist damit weltweit erstmals gelungen messtechnisch aufzuzeigen, wie, in welchem Maße und unter welchen Bedingungen Windenergieanlagen Einfluss auf die Arbeit von Flug-Navigationsanlagen haben. Diese Erkenntnisse machen ein Prognosewerkzeug möglich, das bei hunderten im „Genehmigungsstau“ steckenden Bauanträgen für eine schnellere...

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Ein Wissenschaftler-Team der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) erhält am 8. November 2019 den Technologietransferpreis der Industrie- und Handelskammer Braunschweig für die gelungene Weitergabe einer mess- und fertigungstechnischen Meisterleistung aus der Forschung in die Industrie. Die Rede ist von hochreinen, extrem runden Siliziumkugeln, die die neue Definition des Kilogramms verkörpern. Während die reinsten Kugeln, deren Eigenschaften am genauesten bekannt sind, als oberste Referenz in der PTB in Braunschweig verbleiben, sollen zahlreiche andere Siliziumkugeln an Institute und Laboratorien in der gesamten Welt gehen, um dort als Basis für die physikalische Einheit der Masse zu dienen. Für die Fertigung und den Vertrieb dieser Massenormale konnten die J. Hauser GmbH & Co. KG sowie die Häfner GmbH gewonnen werden. Sie nutzen dafür Know-how und Verfahren, die in der PTB in vielen Jahren der Forschung entwickelt wurden.

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Eine Thorium-Kernuhr könnte noch einmal deutlich genauer sein als alle bisherigen Cäsium- und auch die optischen Atomuhren. Das verspricht Vorteile für die Anwendungen präziser Zeit- und Frequenzmessung, aber auch für physikalische Grundlagenforschung. Nachdem das internationale Forschungskonsortium mit mehreren Veröffentlichungen bereits gezeigt hat, dass eine solche Uhr grundsätzlich realisierbar ist, zeigt nun der europäische Forschungsrat sein Vertrauen in das Projekt, indem er es mit insgesamt 13,8 Millionen Euro fördert. An dem interdisziplinären und internationalen Projekt „Thorium Nuclear Clock“ sind neben der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Wissenschaftler aus Wien, München, Delaware (USA), Heidelberg und Aachen beteiligt. Das Synergy Programm des European Research Council (ERC) ist die am höchsten dotierte Forschungsförderung des ERC und konzentriert sich insbesondere auf Themen mit hohem Innovationspotenzial, die...

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Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) und der Medizinproduktehersteller Xiralite GmbH haben eine Fußkamera entwickelt, die die Blutzirkulation innerhalb des Vorderfußes sichtbar machen soll und so Ärzten dabei hilft, rheumatische Erkrankungen schneller zu diagnostizieren. Denn es gilt: Je zügiger Diagnose und Therapie stattfinden, desto eher können bleibende Schäden an Gelenken und Knochen vermieden werden.

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To measure small angular changes in objects, autocollimators are used. The detector used for this purpose, often a two-dimensional CCD sensor, is illuminated by a linear reticle pattern. Its position on the sensor is detected and has a limited resolution due to the pixel size. In the new procedure, this reticle is projected onto the sensor at an angle set specifically for this sensor, relative to the pixel grid. Its position is then calculated by means of line-by-line averaging. The interpolation errors in the sub-pixel critical range of the sphere and thus hardly generates any parasitic reflection at all. Luminous flux can now be measured with far less distortion, which makes the transmission measurement considerably more accurate. (Technology Offer 475) ■ range are minimized and allow a better resolution of the position of the reticle᾽s image without additional components.

(Technology Offer 428)

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Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und das Staatliche Zentralamt für Marktregulierung (SAMR) haben heute vereinbart, ihre erfolgreiche Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Metrologie fortzusetzen. Bei der Wissenschaft vom Messen kooperieren Deutschland und China bereits seit 40 Jahren miteinander. Aus diesem Anlass findet vom 21. bis 23. August 2019 ein Festakt in Peking statt, zu dessen Auftakt die Zusammenarbeit um weitere fünf Jahre verlängert wurde.

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Mit zehn Ausbildungsberufen bietet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) spannende berufliche Perspektiven in der Welt der Technik. Schülerinnen und Schüler, die sich für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften oder Technik interessieren, können sich am Tag der Ausbildung selber ein Bild machen: Die Besichtigung der Ausbildungsräume ist genauso möglich wie Gespräche mit Ausbildern, Auszubildenden und Studenten der dualen Studiengänge. Egal ob Hauptschulabschluss oder Abitur, die PTB bietet Ausbildungsberufe für jeden Schulabschluss.

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Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) unterstützt mit ihrem neuen „Kompetenzzentrum für Windenergie“ die deutsche Industrie beim Aufbau einer nachhaltigen Energieversorgung im Sinne der Energiewende. Effizienz, Störungsfreiheit und Langlebigkeit der Windanlagen hängen ganz entscheidend von der Wahl des Standorts und der zuverlässigen Qualitätssicherung der betriebenen Komponenten ab. Zwar gibt es schon jetzt Messgeräte, die in diesen Bereichen eine relativ hohe Genauigkeit bieten, doch die endgültige Qualität einer Messung kann nur durch einen Vergleich mit qualitativ hochwertigen Normalen nachgewiesen werden. Notwendig wird die neue Messtechnik, weil Windenergieanlagen immer größer werden – sowohl in Hinblick auf ihre Höhe als auch auf die Abmessungen einzelner Bauteile. Mit dem Windenergie-Kompetenzzentrum ist die PTB das erste nationale Metrologieinstitut, das der Windindustrie Unterstützung für eine zuverlässige und...

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