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Random-Walk-Verfahren

Manipulating individual electrons with the goal of employing quantum effects offers new possibilities and greater precision in electronics. However, these single-electron circuits are governed by the laws of quantum mechanics, meaning that deviations from error-free operation still occur – albeit (in the best possible scenario) only very rarely. Thus, insights into both the physical origin the and metrological aspects of this fundamental uncertainty are crucial for the further development of quantum circuitry. To this end, scientists from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) and the University of Latvia have collaborated to develop a statistical testing methodology. Their results have been published in the journal Nature Communications.

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TerraQ

In dem neuen Sonderforschungsbereich „TerraQ – Relativistische und quanten-basierte Geodäsie“, der von der DFG zunächst bis 2024 mit rund 9,6 Mio Euro gefördert wird, werden rund 60 Wissenschaftler/ innen aus der Geodäsie und der Physik grundlegend neue Messtechniken, Sensoren und Analysemethoden für Messungen im Weltraum und auf der Erde entwickeln. Zu dem Forschungskonsortium unter Leitung der Leibniz Universität Hannover haben sich sieben Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, darunter die PTB. (Ansprechpartner: Christian Lisdat, 0531-592 4320, Opens local program for sending emailchristian.lisdat(at)ptb.de)

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Die Synchronisation der Uhren vernetzter Computer und digitaler Geräte ist grundlegende Voraussetzung für viele verteilte Anwendungen. Für das dabei häufig verwendete „Network Time Protocol“ (NTP), mit dem auch die PTB „ihre“ Zeit UTC(PTB) weitergibt, hat das Standardisierungsgremium IETF unter Beteiligung der PTB einen Standard entwickelt, mit dem die Identität des Zeitservers sowie die Integrität und Authentizität der ausgetauschten Zeitinformation sichergestellt werden können. Das „Network Time Security (NTS) Protokoll“ ist bereits in verschiedene NTP-Anwendungen implementiert worden. NTS-fähiger NTP-Server der PTB: ptbnts1.ptb.de. (Ansprechpartner: Dieter Sibold, 0531-592 8462, Opens local program for sending emaildieter.sibold(at)ptb.de)

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Die PTB hat ihre seit 1998 bestehende enge Zusammenarbeit mit ZEISS bis 2024 verlängert. An ihrem Standort Berlin-Adlerhof wird sie somit ihre Messmöglichkeiten weiter ausbauen: Neben dem Wellenlängenbereich um 13,5 nm (EUV) entstehen mikroskopische Analysemethoden mit kurzer Wellenlänge für die Halbleitertechnik und zukünftig auch für weitere Technologiefelder wie die Medizintechnik („Wasserfenster“ bei 2,3 nm bis 4,4 nm). (Ansprechpartner: Michael Kolbe, 030-3481 7131, Opens local program for sending emailmichael.kolbe(at)ptb.de)

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Im vom BMWi mit 12 Mio Euro geförderten Projekt GEMIMEG-II wollen die PTB und 12 Partner drei Jahre lang Standards erarbeiten, um in den Prozessen der Qualitätsinfrastruktur eine verlässliche Kommunikation digitaler Daten, Informationen und Zertifikate sicherzustellen. (Ansprechpartner: Siegfried Hackel, 0531-592 1017, Opens local program for sending emailsiegfried.hackel(at)ptb.de)

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Das Land Niedersachen will gemeinsam mit niedersächsischen Universitäten und Forschungseinrichtungen bis 2025 einen Quantencomputer in Deutschland entwickeln. Dazu wurde das Bündnis „Quantum Valley Lower Saxony“ gegründet, an dem die PTB beteiligt ist. (Ansprechpartner: Piet Schmidt, 0531-592 4700, Opens local program for sending emailpiet.schmidt(at)ptb.de)

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Das Projekt „Die rundesten Kugeln der Welt – der deutsche Mittelstand und die PTB Hand in Hand“ wurde mit dem bundesweiten Seifriz-Preis des Vereins Technologietransfer Handwerk e. V. in Baden-Württemberg ausgezeichnet. Die PTB hat zusammen mit den Firmen Häfner Gewichte GmbH (Oberrot) und J. Hauser GmbH & Co. KG (Solms) einen Weg gefunden, um für den globalen Markt in industriellem Maßstab Siliziumkugeln als hochgenaue Referenz für die Einheit Kilogramm zu fertigen. (Ansprechpartner: Frank Härtig, 0531-592 2000, Opens local program for sending emailfrank.haertig(at)ptb.de)

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Auszeichnungen

Joachim Ullrich

Der PTB-Präsident hat die höchste Auszeichnung der DPG für experimentelle Physik, die Stern-Gerlach- Medaille, erhalten. Zudem wird Ulrich nach seinem Ausscheiden aus der PTB ab April 2022 der DPG als Präsident vorstehen.

Michael Rinker

Der Mitarbeiter des Fachbereichs 1.5 Flüssigkeiten hat einen „OIML Letter of Appreciation“ erhalten, der seine herausragende Arbeit im OIMLTC 8/SC 3 und auf dem Gebiet der Messanlagen für Flüssigkeiten außer Wasser würdigt.

Martin Thedens

Der Mitarbeiter des Fachbereichs 3.7 Grundlagen des Explosionsschutzes ist seit dem 1. August 2020 Vorsitzender des Normungskomitees IEC TC 31 „Equipment for explosive atmospheres“.

Stefanie Kroker

Die Leiterin der Nachwuchsgruppe 4.01 Metrologie für funktionale Nanosysteme hat den Preis für Nachwuchswissenschaftler und -wissenschaftlerinnen des Landes Niedersachsen erhalten, der mit 20 000 Euro dotiert ist.

Laura Dreissen

Die Mitarbeiterin...

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Fresnel-Reflektor mit 25,4 mm Durchmesser in einer Edelstahlhalterung

Das Ziel der magneto-optischen Falle (MOT) ist das zuverlässige Einfangen und Kühlen von Atomen mit Laserlicht. In dem neuen PTB-Design wird eine nahezu planare Struktur mit einer achromatischen Funktionsweise kombiniert. Durch eine periodische Rückfaltung der Spiegel auf eine Ebene, analog zu dem Prinzip der Fresnel-Linse, wird eine Beobachtung des Fallenvolumens von allen Seiten ermöglicht. Die Oberfläche besitzt eine sägezahnartige Struktur im mm-Bereich. Die Falle kann aufgrund der Planarität sogar für eine einfache Justage außerhalb einer Vakuumkammer positioniert werden. (Technologieangebot 514)

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Elektronenmikroskopisches Bild der säulenartigen Nanostrukuren auf der Silizium-Oberfläche der Photodiode (Quelle: T. Pasanen/Aalto Univ.)

Photodioden für den ultravioletten (UV-) Spektralbereich werden in einer Vielzahl von Anwendungen wie zum Beispiel der Spektroskopie, Bildgebung, Flammendetektion, Wasseraufbereitung und Biotechnologie eingesetzt. Ihre Empfindlichkeit ist aber bisher durch Verlustprozesse stark limitiert. Mit einer neuartigen Photodiode konnte die Quantenausbeute von rund 80 % auf über 130 % gesteigert werden.

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