The Economy

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.

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)