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This year’s Helmholtz Prize is honoring two important contributions to physics, one relating to fundamental research and one to applied research, but both in the field of optics. The Helmholtz Prize is the most important award in the realm of metrology, the science of measurement. In the category of fundamental research, the prize goes to Soroosh Alighanbari and his colleagues in Prof. Schiller’s Research Group at the Heinrich Heine University Düsseldorf for the development of a new method of precision spectroscopy for exploring fundamental questions of physics. The Helmholtz Prize in the category of applied metrology has been won by Nathalie Picqué and Edoardo Vicentini of the Max Planck Institute of Quantum Optics in Garching. Their work has significantly expanded the possibilities of digital holography through the use of frequency combs. The awards ceremony for both prizes, each endowed with 20,000 euros, will be held on 12 May 2022...

Wenn Ende des Monats April seine Amtszeit endet, wird er der vierzehnte Präsident in der 135-jährigen Geschichte der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gewesen sein. Prof. Dr. Joachim Ullrich lenkte die Geschicke der PTB, des nationalen Metrologieinstituts Deutschlands, über zehn Jahre und stellte entscheidende Weichen für eine Metrologie der Zukunft, in der vor allem die großen gesellschaftlichen Themen – von der Energiewende bis zur Digitalisierung – auf der Agenda stehen. Mit einem Festkolloquium am 22. April 2022 im Institut Berlin der PTB wurde er in den Ruhestand verabschiedet.

Gleich an drei Ständen ist die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) vertreten, wenn die LASER World of PHOTONICS vom 26. bis 29. April 2022 in München ihre Tore öffnet. Diese starke Präsenz spiegelt das große Engagement der PTB im Bereich der Quantentechnologie. Denn sie betreibt nicht nur quantentechnologische Spitzenforschung, sondert teilt ihre Erfahrung und hochspezialisierte Ausstattung auch mit Forschungspartnern, Universitäten und der deutschen Wirtschaft.

Hier trifft Zukunft auf Geschichte und hier trifft Tieftemperatur- auf Quantenphysik. Walther Meißner, ein Pionier der Tieftemperaturforschung, promovierte, bevor er in die Physikalisch-Technische Reichsanstalt eintrat, im Jahr 1907 bei Max Planck, dem Pionier der Quantenphysik. Beide Forschungsgebiete erfuhren in der PTR entscheidende Impulse, und beide werden auf dem historischen Gelände in die Zukunft geführt: im neuen Walther-Meißner-Bau als Berliner Dependance des Quantentechnologiezentrums der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Nach sechs Jahren Bauzeit wird der hochkomplexe Neubau vom Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) an die PTB übergeben. Die nicht minder komplexen Anlagen der PTB zur Quanten- und Kryosensorik, zur Kryo- und Primärthermometrie sowie zur photonischen Druckmessung werden dort in den kommenden Monaten aufgebaut und in Betrieb genommen. Der Entwurf für den Neubau stammt von Rohdecan Architekten...

Drehfunkfeuer, also Navigationseinrichtungen, mit deren Hilfe Flugzeuge sicher navigieren, können durch Windenergieanlagen gestört werden. Deshalb muss die Störwirkung jeder geplanten Windenergieanlage von der Flugsicherung geprüft werden, wenn sie in einem gewissen Abstand zu einem Drehfunkfeuer errichtet werden soll. Dieser Abstand betrug bisher 15 km. Nach Abschluss zweier Forschungsprojekte empfehlen Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), diesen Abstand auf 6 km bis 7 km zu reduzieren. Damit würde sich die Wahrscheinlichkeit, dass neue Windenergieanlagen genehmigt werden, deutlich erhöhen. Die PTB übergab heute einen Forschungsbericht mit Erkenntnissen und Empfehlungen aus den Projekten an den Bundesverkehrsminister Dr. Volker Wissing und an den Bundeswirtschaftsminister und Vizekanzler Dr. Robert Habeck.

Ein Quantencomputer auf Basis supraleitender Schaltkreise hat einen großen Vorteil: Seine Quantenbits (Qubits) sind relativ robust gegenüber äußeren Störungen. Daher setzt das jetzt gestartete bundesweite Verbundprojekt QSolid auf diese Technologie. Innerhalb der nächsten fünf Jahre will es ein Ökosystem (also eine Kollaborationsplattform) für einen Quantencomputer-Demonstrator entwickeln. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat als nationales Metrologieinstitut eine Vorreiterrolle im Bereich der Supraleitungsmetrologie: Hier hält sie eine weltweit führende Spitzenstellung. Im Projekt will sie 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.

Am Freitag, den 1. April 2022 übernimmt Prof. Dr. Joachim Ullrich die Präsidentschaft der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) und leitet damit die älteste und mit rund 55 000 Mitgliedern größte physikalische Fachgesellschaft der Welt.

Auf der Grundlage des Internationalen Einheitensystems (SI) haben internationale Organisationen über Jahrzehnte erfolgreich dafür gesorgt, weltweit einheitliche und vertrauenswürdige Messverfahren und Standards zu etablieren. Sie sind die Grundlage sowohl für grenzübergreifende Produktionsketten und erfolgreichen Handel als auch für die weltweite Zusammenarbeit im Bereich von Wissenschaft und Forschung. Damit diese verlässliche Einheitlichkeit auch in einer zunehmend digitalisierten Welt funktioniert, haben führende Organisationen aus den Bereichen Messwesen und Wissenschaft am 30. März 2022 eine gemeinsame Absichtserklärung über die digitale Transformation der internationalen Wissenschafts- und Qualitätsinfrastruktur unterzeichnet.

Gibt es Wasser unter dem Eispanzer dreier großer Jupitermonde? War oder wäre sogar Leben möglich? Um solche Fragen zu klären, soll 2023 die ESA-Mission JUICE starten. Unter den zahlreichen Instrumenten der Jupiter-Sonde wird auch ein leistungsfähiges Radar namens RIME sein. Die Radarstrahlen sollen die Eisschichten der Monde bis in eine Tiefe von 9 km durchdringen. Jetzt wurde eine originalgroße Kopie der Antenne bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig auf Herz und Nieren getestet. Es waren, nach Simulationsrechnungen und Untersuchungen an einem kleineren Modell, die ersten Tests an einer großen Antenne – und gleichzeitig die abschließenden Tests vor ihrem Einsatz. Für die genauen Messungen der Impedanz, also des inneren Widerstandes der Antenne, nutzte die Firma SpaceTech im Auftrag von Airbus für die ESA das Antennenfreifeld der PTB. Es ist wegen seiner Größe und seiner guten Messbedingungen europaweit...

Eine Million öffentlicher Ladepunkte für Elektroautos sollen nach Planung der Bundesregierung bis 2030 in Deutschland zur Verfügung stehen. Doch während an herkömmlichen Tankstellen die korrekte Messung und Abrechnung des getankten Treibstoffs selbstverständlich und verlässlich ist, ist eine entsprechende Messtechnik vor allem für schnelle Strom-Ladesäulen noch neu und wird ständig weiter verbessert. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat hierfür nun ein mobiles Messsystem entwickelt, mit dem sich bereits installierte Ladesäulen direkt überprüfen lassen – außerhalb des Labors an jedem beliebigen Ort. Ziel der PTB-WissenschaftlerInnen ist, dass das Laden des E-Autos in Zukunft genauso vertrauenswürdig ist wie herkömmliches Tanken.

Der Krieg in der Ukraine macht uns alle fassungslos und stürzt uns in große Besorgnis. Unsere Gedanken sind bei allen Menschen, die unverschuldet in diesen Konflikt gezwungen werden. Unsere Solidarität gilt in diesen schweren Tagen insbesondere den uns kooperativ verbundenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Als Wissenschaftsinstitution im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) schließen wir uns den Worten von Bundesminister Robert Habeck bei seiner Rede vor dem Deutschen Bundestag vom 28. Februar 2022 an.

Optiken, deren Form deutlich von der Kugelform abweicht, sogenannte Asphären oder Freiformflächen, sind wesentliche Komponenten vieler moderner Abbildungssysteme. Ihre rückführbare Vermessung mit Unsicherheiten im Bereich einiger zehn Nanometer stellt – anders als bei sphärischen Optiken – eine große Herausforderung dar. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat im Rahmen internationaler Projekte mehrere Asphärennormale entwickelt, die die Kalibrierung von Asphären- und Freiformflächenmessgeräten deutlich verbessern. Für ihre Herstellung wurde ein Lizenznehmer gefunden, der demnächst das erste Normal, einen patentierten Multi-Radien-Prüfkörper, auf den Markt bringt. Es ist ein Beispiel für einen gelungenen Technologietransfer metrologischer Entwicklungen aus der PTB in die Industrie. 

Mehr fundierte Physik, weniger Dienstleistungen, weniger Verwaltungsdenken – so lässt sich das Bestreben des Physikers Friedrich Paschen zusammenfassen, der knapp zehn Jahre lang (1924 bis 1933) die Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR), die unmittelbare Vorgängerin der heutigen Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), leitete. Von den Nazis aus dem Amt gedrängt, musste er am Ende seines Lebens befürchten, dass alles für die Katz war. Doch das stimmt nicht. Die wichtigen wissenschaftlichen Erkenntnisse aus seiner Zeit bleiben ebenso bestehen wie die Überzeugung, dass physikalische Grundlagenforschung für die PTB als modernes Metrologieinstitut nichts weniger als die Basis ihrer gesamten Arbeit ist. Rechtzeitig zum 75. Todestag am 25. Februar bekommt Friedrich Paschen einen erneuerten Gedenkstein auf dem Südwestkirchhof in Stahnsdorf bei Berlin.

The Werner von Siemens Ring Foundation is this year simultaneously honoring two groundbreaking technical achievements. With their successful fundamental research into mRNA therapies, the scientists at the biotechnology company BioNTech – Uğur Şahin, Özlem Türeci, Christoph Huber and Katalin Karikó – have ushered in a new age of medicine. The award is also being bestowed on Stefan Hell, physicist and Nobel laureate, for his molecular-level observations of living cells using a novel technology known as super-resolution microscopy. Being able to peer into the molecular clockwork opens the door to a wide range of new discoveries for researchers in the life and material sciences. The vote taken by the highly renowned members of the foundation's board was clear: For these outstanding achievements, the BioNTech team and Stefan Hell will receive the Werner von Siemens Ring at ceremonies to be held in December 2022 in Berlin.

Welcher UV-C-Raumluftentkeimer nützt gegen Coronaviren? Und unter welchen Bedingungen? Und ist der Einsatz der Geräte sicher? Jetzt bringt eine neue Veröffentlichung des DIN mehr Sicherheit für Hersteller, potenzielle Anwender und Planer. Das umfangreiche Dokument wurde in nur wenigen Monaten von einer interdisziplinären Arbeitsgruppe im Fachausschuss „optische Strahlung“ des DIN erarbeitet, dessen Obmann Dr. Peter Sperfeld aus der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ist. Die technische Spezifikation DIN/TS 67506 gilt für sogenannte UV-C-Sekundärluftgeräte mit geschlossener Bauart und aktiver Ventilation. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Sicherheit der Geräte, insbesondere für den Einsatz in Schulen oder Kindergärten

Zwischen Deutschland, England und Frankreich existiert eine Art Autobahn für optische Frequenzen. Das Glasfasernetz dient bisher zum Vergleich von Frequenzen zwischen Metrologieinstituten, etwa aus optischen Atomuhren. Nun haben die Autoren einer Studie unter Beteiligung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), die in der aktuellen Ausgabe von Nature Communications erscheint, gezeigt, wie ultrastabile Laserfrequenzen aus den Metrologieinstituten per Glasfaser anderen Anwendern zugänglich gemacht werden können. Das internationale Forscherteam unter Leitung des britischen Metrologieinstitutes National Physical Laboratory (NPL) beweist darin, dass die extrem hohe Frequenzstabilität der eingesetzten ultrastabilen Laser auch bei der langen Reise zwischen ihren Instituten fast verlustfrei übertragen werden kann. Dies bestätigt die großen Hoffnungen, die auf dieser Art von Frequenztransfer liegen.

The world can sometimes reach a consensus. At least when it comes to measuring things. Today, it seems obvious to us to measure distances in meters, electric current in amperes and weights in kilograms. The story of this global achievement started with the French Revolution at the end of the 18th century. The French Revolution set many things in motion, it abolished some others, and it led to the creation of many new things too. This was also when the meter and the kilogram saw the light of day. These were the two units that helped the metric system to become globally successful and to eventually replace the utter confusion of ells and feet, pounds and barleycorns. It still took about three quarters of a century for this notion of a uniform measurement system (“À tous les temps, à tous les peuples” / “For all times, for all peoples”) to finally establish itself. Three years before the first seventeen nations signed the Metre Convention...

Berlin, 14. Dezember 2021 – Der Physiker Prof. Dr. Jens Frahm erhält den 39. Werner-von-Siemens-Ring für sein herausragendes Lebenswerk in der medizintechnischen Forschung. Seine Arbeit zur Magnetresonanztomografie, kurz MRT, hat die diagnostische Bildgebung entscheidend vereinfacht. Heyo K. Kroemer, Vorstandsvorsitzender der Charité Berlin mit wichtiger Anwenderperspektive, würdigte Frahms Arbeit in einer inspirierenden Laudatio. Auch Nathalie von Siemens, Vertreterin der Familie von Siemens, fand bewegende Worte zu den bedeutenden Forschungsleistungen des Göttinger Wissenschaftlers. Die Preisverleihung fand mit einem kleinen Publikum in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), Institut Berlin, statt und konnte online über einen Livestream verfolgt werden.

Laser beams can do more than just heat things up; they can cool them down too. That is nothing new for physicists who have devoted themselves to precision spectroscopy and the development of optical atomic clocks. But what is new is the extremely low temperature that researchers at the QUEST Institute at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) have been able to reach with their highly charged ions – this type of ion has never been cooled down as far as 200 µK before. The team working on this succeeded by combining their established methods which include the laser cooling of coupled ions and methods from the field of quantum computing. The application of quantum algorithms ensured that ions that are too dissimilar for traditional laser cooling to work effectively could be cooled down together after all. This means that we are getting closer to an optical atomic clock with highly charged ions, and this clock might have the...

Quantum computers promise unprecedented computing power for applications where data processors based on “zeros and ones” can only fail. 25 partners from research institutes and industrial partners are now developing quantum computer demonstrators in the “Trapped-Ion Quantum Computer for Applications” (ATIQ) project which are implemented together with users of quantum computers. The partners are tackling major technical challenges in order to implement German quantum computer demonstrators and to make them available to users for a 24/7 operation. The Federal Ministry of Research is funding the project with 37.4 million Euros.