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Prof. Dr. Stefanie Kroker

Die Leiterin der Nachwuchsgruppe „Metrologie für funktionale Nanosysteme“ an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), Prof. Dr. Stefanie Kroker, erhält den Preis für Nachwuchswissenschaftler und -wissenschaftlerinnen, der mit 20 000 Euro dotiert ist. Damit ehrt das Land Niedersachsen Krokers vielfältiges Engagement an der PTB sowie der TU Braunschweig, wo sie als Juniorprofessorin lehrt. Der Niedersächsische Minister für Wissenschaft und Kultur Björn Thümler übergab den Preis am 17. November. 

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The German Research Foundation (DFG) will promote "Collaborative Research Center 1227 – Designed Quantum Material States" (DQ-mat) for four more years and provide roughly 9.2 million euros in funding. The DFG's senate announced this decision after its session on 28 May 2020. "The scientists working in the DQ-mat Collaborative Research Center have demonstrated their outstanding performance during the last four years. I am very pleased with this decision and would like to thank them for their great dedication. Once again, the DFG's vote shows that Leibniz University is also among the leading universities in Germany and beyond in the field of quantum optics," explains Prof. Volker Epping, the President of Leibniz University. In addition to Leibnitz University, the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig is involved in the Collaborative Research Center.

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Eine Ampel mit den Farben rot, orange, gelb und grün.

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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Test sample with magnetic structures used for the measurements performed within the scope of the interlaboratory comparison. The light green areas consist of a magnetic layer; in the darker areas, this layer was removed by means of lithography.

Für die Messung von räumlich auf der Nanometerskala variierenden magnetischen Feldverteilungen standen bislang keine international standardisierten Messverfahren zur Verfügung. Das von der PTB geleitete und kürzlich erfolgreich abgeschlossene EMPIR-Metrologieforschungsprojekt „NanoMag“ schließt diese Lücke und ermöglicht zukünftig international vergleichbare Messungen von Magnetfeldverteilungen mit hoher Ortsauflösung.

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Artistic representation of the ion pair: laser cooled Be<sup>+</sup> (top right) and highly charged Ar<sup>13+</sup> (bottom left)

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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A further new EURAMET network is intended to establish Europe-wide uniform structures related to quality assurance in laboratory medicine and to guarantee the metrological traceability of important quantities in this field. In this way, the requirements of a new EU regulation on in-vitro diagnostics will be implemented.

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Left: Color-coded spatial distribution of the electron temperature <em>T</em><sub>e</sub> in the nanostructures. Center: SEM cross-sectional image of the nanostructure. Right: Electron density distribution <em>n</em><sub>e</sub>. The false color representations left and right show the results of simulations.

Within the scope of a research consortium, researchers from PTB have succeeded in advancing as far as to reach a new regime of relativistic light/matter interaction. In the context of a compact laboratory experiment, extremely hot and dense plasmas were generated. These plasmas open up new perspectives for experiments on laser-induced nuclear physics and laboratory astrophysics.

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PTB's caesium fountain clocks CSF2 (in the foreground) and CSF1. The atoms are cooled by lasers in the lower part of the vacuum setup and then launched upwards. In the upper part of the setup, they are irradiated with microwaves during their flight.

PTB's two caesium fountain clocks, CSF1 and CSF2, have been established as primary frequency standards and as the basis of PTB᾽s time scale for a long time. Exhaustive investigations have now allowed the uncertainties of these two clocks to be reduced by a factor of 5 (CSF1) and 2.4 (CSF2). With relative uncertainties of 2.7 ⋅ 10–16 reached for CSF1 and 1.7 ⋅ 10–16 for CSF2, these two clocks range among the best in the world besides a few other fountain clocks.

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Bisher werden Daten, die im Falle eines Unfalls lebensrettend sein könnten, an den verschiedensten Stellen unabhängig voneinander gespeichert. Ein zunächst auf drei Jahre angelegtes und vom Niedersächsischen Forschungsministerium sowie der VolkswagenStiftung mit 1,2 Millionen Euro gefördertes Projekt soll das ändern. Im Rahmen dieses Projektes schließen sich Technische Universität (TU) Braunschweig, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) und Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) zu einem Zentrum für Unfall- und Notfallinformatik zusammen.

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