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Mit einer Kick-off-Veranstaltung in Berlin am World Quantum Day startete die QuanTour, eine wissenschaftliche Reise quer durch Europa. Dr. Tobias Heindel, Arbeitsgruppe Quantenkommunikations Systeme der TU Berlin, hat das Projekt gemeinsam mit Dr. Doris Reiter, Arbeitsgruppe Theorie der Festkörper-Nanostrukturen für Quantentechnologien von der TU Dortmund, ins Leben gerufen. „Die QuanTour ist der Auftakt für das Quantenjubiläum, das die Deutsche Physikalische Gesellschaft 2025 unter dem Motto ‚Quantum2025 - 100 Jahre sind erst der Anfang...‘ begehen wird“, freut sich Klaus Richter, Präsident der DPG.

Hügel und Berge, Täler und Schluchten – die Oberfläche eines Bauteils offenbart unter dem Mikroskop mikroskopisch kleine „Landschaften“. Diese Oberflächenbeschaffenheit kann einen sehr großen Einfluss auf die Funktionen eines Bauteils haben, beispielsweise hinsichtlich Reibung, Haftung, Verschleiß oder seiner optischen Eigenschaften. Man schätzt, dass 10 % aller hergestellten Teile aufgrund von Oberflächendefekten ausfallen, was zu erheblichen Kosten führen kann. Deshalb ist eine Prüfung der Oberfläche und die daraus bestimmte Topografie eines Bauteils wichtig – aber messtechnisch auch sehr anspruchsvoll und zeitintensiv. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) präsentiert 2024 auf den Messen Control und Optatec den Entwurf eines Leitfadens für verlässliche mikroskopische Messungen der Oberflächentopografie. Grundlage ist die Prüfung verschiedener optischer Messtechniken mit definiert gekrümmten und geneigten Oberflächenarealen...

Am 10. April 2024 wurde in den ehemaligen Rolleiwerken Braunschweigs Niedersachsens neuer Standort für Technologietransfer in den Quantentechnologien eröffnet: Der HighTech-Inkubator des Quantum Valley Lower Saxony (QVLS-HTI). Auf rund 500 Quadratmetern neuer Büro- und Laborfläche treffen elf Startups, exzellente Forschungseinrichtungen und künftig auch etablierte Unternehmen zu einem kontinuierlichen Ideenaustausch aufeinander. Für einen starken Impuls in die Region bündelt der QVLS-HTI Förderungen von Bund (Bundesministerium für Bildung und Forschung) und Land (Niedersächsischen Ministerien für Wissenschaft und Kultur sowie für Wirtschaft, Verkehr, Bauen und Digitalisierung) sowie die wissenschaftliche Expertise der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, der Technischen Universität Braunschweig und der Leibniz Universität Hannover.

Besonders in Hochrisikobereichen wie der Medizin muss Künstliche Intelligenz (KI) sicher und verlässlich sein: Es sollte nachvollziehbar sein, nach welchen Kriterien die KI ihre Entscheidungen trifft, und man braucht objektive Prüfverfahren für die Zulassung von Medizinprodukten mit KI. Als neutrale Institution und oberste Instanz für genaueste Messungen will die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hierbei eine führende Rolle übernehmen. Wie die Prüfung von KI-Algorithmen funktionieren kann, präsentieren Forschende der PTB auf der Hannover Messe vom 22. bis 26. April 2024. Darüber hinaus stellen sie den Prototypen eines – ebenfalls dank KI – mobilen und kompakten Magnetresonanztomografen vor, präsentieren Ionenfallen für Quantencomputer und zeigen, wie sich durch Ausgründungen und Startups Forschungsergebnisse schnell in markreife quantentechnologische Produkte umsetzen lassen.

In Braunschweig und der Region steht vom 08. bis zum 14. April die faszinierende Welt der Quanten im Mittelpunkt – vom wissenschaftlichen Fachsymposium bis zur fesselnden Science Watch Party. Das bunte Rahmenprogramm Quantum Week rund um den World Quantum Day am 14. April findet unter anderem in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, im Haus der Wissenschaft in Braunschweig und im phaeno Science Center in Wolfsburg statt.

Achtzehn Mitglieder aus achtzehn verschiedenen Nationen umfasst das höchste Entscheidungs-gremium in der internationalen Welt der Metrologie. Ein illustrer Kreis, der dafür verantwortlich zeichnet, Ordnung und Einheitlichkeit in der Wissenschaft des Messens, der Metrologie, zu schaffen – und das über alle nationalen Eigenheiten hinweg. Entsprechend wichtig für die Wissenschaft und vor allem auch für die global vernetzte Wirtschaft ist dieses „Internationale Komitee für Maß und Gewicht, CIPM“. Beim turnusmäßigen Treffen des CIPM in Paris im März 2024 wurde nun die Präsidentin der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB),  Prof. Dr. Cornelia Denz, in diesen „Club der 18“ gewählt.

Indiens heiligster Fluss gilt als Verkörperung einer Flussgöttin und wird oft auch so genannt wie sie: Mutter Ganga. Wer darin badet, so glauben Hindus, wird spirituell gereinigt. Für viele Menschen ist der Ganges zudem die einzige Trinkwasserquelle, meist ohne jede Filterung. Dabei ist dieser Fluss einer der am stärksten verschmutzten der Welt. Welche weitreichenden Folgen das hat, ist eines der Themen des UN-Weltwassertages am 22. März: Ob Wasser sauber oder verschmutzt ist, ob es knapp oder reichlich vorhanden ist, davon kann der Frieden zwischen den Menschen abhängen. Weil sauberes Wasser so wichtig ist, auch für die Gesundheit und den Wohlstand der Menschen, engagieren sich Expertinnen und Experten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in einem Kooperationsprojekt mit indischen Partnerinstitutionen für die verlässliche Messung der Wasserqualität am Ganges. 

Es ist Segen und Fluch zugleich: Weit oben in der Stratosphäre schützt Ozon die Erde vor übermäßiger UV-Einstrahlung, aber weiter unten ist es eine Gefahr für die Gesundheit der Menschen und für das Klima. Es bildet sich, wenn Schadstoffe wie etwa Stickoxide in der Luft mit Sonnenlicht wechselwirken. In hohen Konzentrationen reizt Ozon bei Menschen die Atemwege. Für das Klima wirkt es als schädliches Treibhausgas. Es ist daher immens wichtig, die Ozonkonzentration mit präzisen Messverfahren feinmaschig zu kontrollieren. Dazu wird die agile Zusammenarbeit zwischen Behörden, wie sie heute von vielen Bürgerinnen und Bürgern gewünscht wird, großgeschrieben: Dem Umweltbundesamt (UBA) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gelingt diese gemeinsame Qualitätssicherung der Ozonmessungen bereits seit 20 Jahren. Eine Erfolgsgeschichte, die immer wieder neue Herausforderungen meistert, wie die Experten in der aktuellen Ausgabe des...

Mithilfe von kurzwelliger und energiereicher UVC-Strahlung werden schon seit Jahrzehnten Oberflächen, Trinkwasser oder Raumluft desinfiziert. Dabei nutzt man aus, dass diese Strahlung Zellen schädigen kann – insbesondere diejenigen von Viren, Bakterien oder anderen Mikroorganismen. Allerdings kann sie auch Zellen in menschlichen Organen wie Haut und Auge schädigen. Die radiometrische Kalibrierung im Bereich der UV-Strahlung bei hohen Bestrahlungsstärken ist eine der Aufgaben im Fachbereich Photometrie und Spektroradiometrie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Das Hauptaugenmerk richtet sich dabei immer mehr auf sehr kurzwellige UVC-Strahlung. Verstärkt durch die Corona-Epidemie wird aktuell diskutiert, ob sogenannte Fern-UVC-Strahlung zwischen 200 nm und 240 nm, die nahezu nicht in Haut und Auge eindringt, auch offen strahlend und im öffentlichen Raum eingesetzt werden könnte. Allerdings lässt sich das Risiko für die...

Wo es eh schon heiß ist, wird die Klimaerwärmung zu einem besonders großen Problem: etwa in vielen Gebieten Afrikas. In Schulen oder Fabriken führt Hitze dazu, dass die Menschen sich krank fühlen und schlecht konzentrieren können. Klimaanlagen benötigen sehr viel Strom. Kühlsysteme sind weltweit für fast zwanzig Prozent des Stromverbrauchs und zehn Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich – Tendenz steigend. Eine einfache, aber äußerst wirkungsvolle Lösung präsentieren die Beteiligten eines Kooperationsprojektes, in dem der Bundesverband für Großhandel, Außenhandel und Dienstleistungen (BGA), die im Auftrag des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) entsandten Business Scouts for Development der Agentur für Wirtschaft und Entwicklung und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) zusammenarbeiten: Werden Dächer weiß gestrichen, kann Hitze effektiv nach oben reflektiert werden.

Noch immer sind Frauen in vielen technisch-wissenschaftlichen Berufen unterrepräsentiert. „Frauen, zeigt was ihr könnt! Mädchen, traut euch!“ lautet deshalb die wichtigste Botschaft am Internationalen Tag für Frauen und Mädchen in der Wissenschaft, der am 11. Februar zum neunten Mal begangen wird. Eine Botschaft, die auch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) durch die gezielte Förderung von Frauen im Wissenschaftsbetrieb nachdrücklich unterstützt. Denn für die Bewältigung der heutigen globalen Herausforderungen wird das volle Forschungspotenzial benötigt – von Männern und Frauen. „Im Bereich der Metrologie und der Energieforschung leisten Frauen bedeutende Beiträge“, betont Dr. Solmaz Nadiri, Ingenieurin in der PTB und engagiert im Netzwerk WIMER – Women in Metrology and Energy Research. „Durch eine gute Vernetzung unterstützen wir uns gegenseitig und ermutigen andere Frauen, unserem Beispiel zu folgen.“ 

Pulver- und Staubteilchen können sich elektrostatisch aufladen und dadurch sogar Funken entstehen lassen. Das hat in der Vergangenheit bereits zu katastrophalen Staubexplosionen geführt – sowohl in Industrieanlagen als auch in Getreidemühlen. Doch lässt sich die elektrostatische Aufladung von Pulver, beispielsweise beim Strömen durch eine Rohrleitung, überhaupt verhindern? Forschende der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben nun den Schlüssel zur Vermeidung gefährlicher Aufladungen gefunden. Die Lösung liegt darin, die Fließmechanismen zu kontrollieren. Ein neues Simulationstool und die daraus gewonnenen Erkenntnisse eröffnen neue Wege, die Sicherheit industrieller Pulverprozesse zu gewährleisten. Die in Physical Review Letters veröffentlichte Studie ist das vorläufige Ergebnis des Projekts „Preventing Explosions: How do Powder Flows Electrify?“ gefördert durch den Europäischen Forschungsrat. 

Wasserstoff (H₂) nimmt in der Energiewirtschaft eine zunehmend wichtigere Rolle ein: Wenn Wind und Sonne mehr Energie erzeugen als gebraucht wird, kann diese mithilfe von grünem Wasserstoff gespeichert und transportiert werden. Wasserstoff wird in hoher Konzentration durch Gasleitungen fließen und an Zapfsäulen verfügbar sein. Das bringt Fragen mit sich: Wie lässt sich die Qualität des Wasserstoffs feststellen? Wie kann zu jeder Zeit Explosionsschutz garantiert werden? Eignet sich die bisherige Messtechnik, um den Brennwert zu bestimmen und gerecht abzurechnen? Im Rahmen ihrer am 1. Februar 2024 veröffentlichten Wasserstoffstrategie präsentiert die PTB Maßnahmen zur Lösung dieser und zahlreicher weiterer messtechnischer Fragen. Ziel der Strategie ist es, den Hochlauf der deutschen Wasserstoffwirtschaft zu beschleunigen. 

Die Digitalisierung kann vernetzte industrielle Prozesse schneller, effizienter und damit langfristig auch kostengünstiger gestalten. Doch das gelingt nur, wenn die dafür notwendigen Daten von hoher Qualität sind und von Maschinen leicht und zuverlässig interpretiert werden können. Im Projekt GEMIMEG-II sind nun erstmals gemeinsame Standards entwickelt worden, die eine verlässliche Kommunikation mittels Daten ermöglichen und diese durch digitale Zertifikate sicherstellen – nicht nur in Deutschland, sondern weltweit. Diese wegweisenden Ergebnisse bilden die Basis für eine effektive Produktion und sehr gute internationale Wettbewerbsbedingungen für die deutsche Industrie. 

The IMEKO World Congress in Hamburg welcomes you with a variety of metrological events - including three workshops on the topics of digitalization (26.8.), quantum technology (27.8.) and the UN Sustainable Development Goals (28.8.). On Thursday (29.8.), you can choose from various Company Tours in Hamburg, for example at DESY or XFEL. Friday (30.8.) is reserved for a trip to the PTB in Braunschweig with extensive laboratory tours. (For further information on the IMEKO World Congress, please send an email to imeko2024(at)ptb.de or visit https://www.imeko2024.org)

Artificial intelligence, usually in the form of neuronal networks, is already frequently being applied to express recommendations for human decision-makers or to simply make decisions itself. However, which criteria are used to reach a decision is often unclear. In line with the need to make AI explainable, the first pre-standard on AI explainability has been published with PTB’s participation. (DIN SPEC 92001-3: www.beuth.de/de/technische-regel/din-spec-92001-3/369799101; Contact: Stefan Haufe, +49 30 3481-7284, stefan.haufe(at)ptb.de)

Following a successful assessment, the German-Japanese Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries (TCFS) is ready to begin its second five-year term during which it will strengthen cooperation between German and Japanese institutes even further. The international experts develop the most sensitive instruments for fundamental measurements in atomic and nuclear physics, antimatter and dark matter research, quantum optics and metrology. This group consists of the Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK), the Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ), the cutting-edge Japanese researc institute RIKEN and PTB. (Contact: Ekkehard Peik, +49 531 592-4400, ekkehard.peik(at)ptb.de)

If a charging station cannot be taken to a laboratory, then the laboratory must go to the charging station. The electric vehicle charger inspection system (ELVIS) is a fully equipped lab that can examine any installed electric charging station in detail. And it can do this whatever the weather and wherever the location because ELVIS is mobile. In addition, ELVIS provides testing techniques for charging stations with adjustable voltage and current test points as well as very high power consumption. Innovative combinations of regenerative direct current loads with a resistive load connected in parallel have been realized in order to react to mobile requirements. (Technology Offer 574)

Just how strong a magnetic flux density is can be determined with high precision by using magnetometers that are based on the principle of measuring nuclear magnetic resonance. PTB’s new method is particularly well suited for low fields within magnetic shields. This method uses hyperpolarized samples and drives at least two Rabi cycles – each one with different excitation frequencies. The new process makes it possible to determine magnetic fields more quickly than by using one individual free precession measurement that would take much longer. What is more, this new method is similarly accurate, and it can be used almost without destroying the hyperpolarization condition. (Technology Offer 548)