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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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Schneller, weiter besser – diese Entwicklung wird auch nach der Einführung von 5G weitergehen. Wie Konzepte für noch höhere Übertragungsraten aussehen könnten, erforscht ein DFG-Projekt namens „Metrology for THz Communications“ (Meteracom). Im Zentrum steht dabei der Terahertz-Frequenzbereich, in dem zukünftig mehr als 100 Gigabit pro Sekunde übertragen werden könnten. Das ist etwa das Zehn- bis Hundertfache dessen, was derzeit Funksysteme wie WLAN oder 5G leisten. An dem Projekt sind neben der PTB das britische Metrologieinstitut NPL (National Physical Laboratory) sowie die Universitäten Braunschweig, Paderborn, Marburg, Stuttgart und Lübeck beteiligt.

Ansprechpartner:

Thomas Kleine-Ostmann,
Telefon: (0531) 592-2300,
Opens window for sending emailthomas.kleine-ostmann(at)ptb.de

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Auszeichnungen


Christian Sanner, Nils Huntemann, Richard Lange

Die beiden Wissenschaftler im PTB-Fachbereich 4.4 Zeit und Frequenz (Huntemann, Lange) sowie ihr ehemaliger PTB-Kollege (Sanner, heute am JILA, Boulder, USA) haben den Helmholtz-Preis 2020 in der Kategorie „Grundlagen“ erhalten. Der Helmholtz- Preis ist einer der bedeutendsten Preise in der Metrologie und wird vom Helmholtz- Fonds alle zwei Jahre für hervorragende wissenschaftliche und technologische Forschung auf dem Gebiet „Präzisionsmessung in Physik, Chemie und Medizin“ verliehen. Christian Sanner, Nils Huntemann und Richard Lange ist es mit einem Langzeitvergleich zweier optischer Ytterbiumuhren der PTB gelungen, einen deutlich verbesserten Test der Lorentz-Symmetrie für Elektronen durchzuführen. Ihre Ergebnisse wurden in Nature veröffentlicht.

Tanja E. Mehlstäubler

Tanja E. Mehlstäubler

Die Forschungsgruppenleiterin am QUEST-Institut an der PTB hat den in einem gemeinsamen Berufungsverfahren der...

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Akustooptische Modulatoren (AOM) dienen zur Modulation der Frequenz und Intensität von Laserstrahlung. Verläuft der Strahl zweimal durch den AOM, wird eine Verdopplung der Frequenzverschiebung bei gleichzeitig guter Unterdrückung der primären Strahlfrequenz ermöglicht. Diesen Aufbau nennt man Double-Pass-Anordnung. Das neue PTB-Design verwendet eine spezifische Faltung des Strahlengangs für die Verwendung im ultravioletten Spektralbereich. Nachteile herkömmlicher UV-Double-Pass-Anordnungen werden eliminiert, indem der Strahlenfokus von der Spiegeloberfläche ferngehalten wird, sodass keine Gefahr ihrer Zerstörung mehr besteht. Der Gesamtaufbau ist zusätzlich wesentlich kompakter realisiert. (Technologieangebot 505)

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Die zusammen mit der TU Ilmenau entwickelte, hochpräzise, stufenlos messende Planck-Waage funktioniert nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation. Dabei wird ein zu wiegendes Massestück auf der einen Seite der Waage durch eine elektrische Kraft auf der anderen Seite aufgewogen. Diese ist untrennbar mit der Planck-Konstante verbunden und lässt sich so unmittelbar auf die neue Kilogramm- Definition zurückführen. Der zu messende Strom wird durch mehrere hintereinander geschaltete Spulen und mehrere umschaltbare Widerstände auf das jeweilige Gewicht angepasst. So wird ein großer Messbereich von einem Milligramm bis zu einem Kilogramm erreicht, bei gleichzeitiger kompakter Bauform für den variablen Laboreinsatz. (Technologieangebot 488)

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In unterschiedlichen Industriebranchen, wie der Optik oder Fertigungsmesstechnik, werden nahezu perfekte Kugeln verwendet. Herkömmliche Verfahren zur Messung der Formabweichung sind für eine industrielle Fertigung dieser Kugeln jedoch viel zu langsam und aufwendig. Eine neue PTB-Messapparatur ist zuverlässig und kostengünstiger als bestehende Systeme und führt zu schnellen Messergebnissen. Sie besteht aus zwei kollinearen Interferometern zur Längenbestimmung, die die Kugel aus zwei genau gegenüberliegenden Positionen vermessen. Durch eine Drehung der Kugel wird das Durchmesserprofil am Äquator bestimmt und Formfehler im unteren nm-Bereich erkannt. (Technologieangebot 447)

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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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