Jahresbericht 1997 der PTB veröffentlicht

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Zu beziehen ist der Jahresbericht durch:
Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Presse und Öffentlichkeitsarbeit
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Einige interessante Daten und Informationen aus dem Jahresbericht 1997 der PTB:

Allgemeines:

Um den wachsenden und immer schneller wechselnden Anforderungen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft effizient und flexibel begegnen zu können, hat die PTB mit Wirkung vom 1. März 1997 eine neue Organisationsstruktur realisiert. Auf der Grundlage flexiblerer Arbeitsformen mit stärkerer Ausrichtung auf Projekte sowie unter Nutzung zunehmender Flexibilisierungsmöglichkeiten auch im Personal-, Dienst- und Haushaltsrecht ist die PTB in der Lage, angemessen auf die sich verändernden Rahmenbedingungen zu reagieren.

Die fortschreitende Globalisierung der wirtschaftlichen Beziehungen sowie die damit einhergehenden Bemühungen um einen Abbau technisch bedingter Handelshemmnisse verlangen von allen nationalen Staatsinstituten verstärkt Aktivitäten in der internationalen Zusammenarbeit. Durch ein dauerhaftes System internationaler Vergleichsmessungen auf verschiedenen Ebenen, in dessen Aufbau die PTB in unterschiedlichen Bereichen stark involviert ist, werden sukzessive Verfahren und Bedingungen festgelegt, mit denen die Äquivalenz nationaler Normale und Kalibrierzertifikate sichergestellt werden kann.

Besonders stark engagiert sich die PTB in der nationalen und zunehmend in der internationalen Normung. Im Zuge der Globalisierung des Handels und der Märkte ist dies eine unabdingbare Voraussetzung für die weltweite Akzeptanz deutscher Produkte.

Nach der im Jahr 1996 getroffenen Entscheidung, den Forschungs- und Meßreaktor Braunschweig stillzulegen und rückzubauen, sind, nachdem sämtliche abgebrannten Brennelemente in die USA rückgeführt wurden auch die letzten unverbrannten Brennelemente aus der Anlage abtransportiert worden. Die Einleitung des atomrechtlichen Genehmigungsverfahrens für Stilllegung und Rückbau der Anlage wurde begonnen.

Höhepunkte des Jahres:

1947 konstituierte sich unter Max von Laue ein Präsidialausschuß für die Neu-gründung der Physikalisch-Technischen Anstalt (PTA) aus den in den Westen ausgelagerten Laboratorien der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt (PTR), die 1950 in Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) umbenannt wurde.

Aus Anlaß der Neugründung veranstaltete die PTB vom 3. bis 5. Juli 1997 in Braunschweig ein Jubiläumswochenende, in dessen Verlauf im Braunschweigischen Landesmuseum eine Wanderausstellung über Hermann von Helmholtz - einem der größten Naturwissenschaftler des letzten Jahrhunderts und ersten Präsidenten der PTR - eröffnet, das erste Hermann von Helmholtz-Symposium ausgerichtet sowie im Rahmen eines Tages der offenen Tür dem interessierten Publikum Neues aus den Laboratorien der PTB präsentiert wurde.

Vom 12. bis 14. Mai richtete die PTB in Braunschweig die ISEM '97, das Internationale Symposium über nichtlineare elektromagnetische Systeme, aus. Probleme der angewandten Elektrotechnik, Mikroelektromechanik, Sensorik, der zerstörungsfreien Materialprüfung sowie des Biomagnetismus prägten den interdisziplinären Charakter dieser Veranstaltung, die von 260 Teilnehmern aus 27 Ländern besucht wurde.

Wenige Tage später, vom 26. bis 30. Mai, wurde in Verantwortung der PTB in Braunschweig das 9th International Precision Engineering Seminar (9. IPES) gemeinsam mit der 4th Conference on Ultraprecision in Manufacturing Engineering (UME 4) veranstaltet. Diese 1997 weltweit wichtigste Veranstaltung für Wissenschaftler und Praktiker aus Forschung und Industrie auf den Gebieten des Präzisionsmaschinenbaus, der Nanotechnologie und der zugehörigen Fertigungsmeßtechnik besuchten etwa 350 Teilnehmer aus 37 Nationen. Sie verfolgten die in den etwa 200 Vortrags- und Posterpräsentationen dargestellten neuesten Forschungsergebnisse.

Einen weiteren Tagungshöhepunkt bildete die Internationale Konferenz über Supraleitungselektronik, die ISEC '97, die vom 25. bis 28.Juni in Berlin stattfand und ebenfalls von der PTB ausgerichtet wurde. Etwa 400 Konferenzteilnehmer diskutierten hier Forschungs- und Entwicklungsergebnisse der Anwendungen der Supraleitungselektronik in unterschiedlichsten Gebieten.

Mit ca. 300 Teilnehmern aus Wissenschaft, Wirtschaft, Industrie und Politik beging der Deutsche Kalibrierdienst (DKD) mit einem Festakt und einem eintägigen Seminar am 2. und 3. September sein 20jähriges Jubiläum. Dabei wurde erneut die Bedeutung des DKD für die meßtechnische Infrastruktur sowohl in Deutschland als auch auf internationaler Ebene deutlich.

Forschung:

Als Grundlage für den Test grundlegender physikalischer Theorien, zur Bestimmung von Fundamentalkonstanten sowie zur Weiterentwicklung von Uhren mit hoher Kurzzeitstabilität werden Frequenznormale im Bereich optischer Frequenzen benötigt. Die PTB untersucht daher die Eignung des 171Yb-Ions zurFrequenzstabilisierung eines Lasers der Wellenlänge 435,5 nm. Dazu wird ein einzelnes Ion im feldfreien Zentrum einer Hochfrequenz-Ionenfalle gespeichert. Durch Laserkühlung gelang es, die Geschwindigkeit des gespeicherten 171Yb-Ions und die dadurch bedingte Doppler-Frequenzverbreiterung so weit zu verringern, daß eine experimentelle Linienbreite von nur noch 1 kHz registriert werden konnte. Dies entspricht einer relativen Linienbreite von 1,5 × 10^-12.

Auf Initiative der PTB hat das Internationale Komitee für Maß und Gewicht 1997 die Ca-Wellenlänge als Normal zur Realisierung der SI-Basiseinheit Meter empfohlen. Zur Weitergabe dieser Wellenlänge wurde in der PTB der Prototyp eines transportablen Ca-Wellenlängennormals entwickelt und erfolgreich am NIST in Boulder (USA) eingesetzt. In dem entwickelten Normal ist die Stabilisierung eines Diodenlasers auf den Ca-Übergang mit relativen Unsicherheiten von 2,2 × 10^-12 erreicht worden.

1997 konnte in der PTB aufgeklärt werden, warum alle bisherigen Versuche der Bestimmung der Masse von Skyrmionen (Quasiteilchen mit einer ausgedehnten, spiralförmigen Spinstruktur) notwendigerweise fehlgeschlagen sind. Diese Erkenntnis ist eine wichtige Etappe auf dem Weg zur Berechnung dieser fundamentalen Eigenschaft der Skyrmionen.

Bei der Herstellung von hochintegrierten mikroelektronischen Bauelementen wie Speicherbausteinen und Mikroprozessoren hält der Trend zur weitergehenden Miniaturisierung unvermindert an. Dies bedingt steigenden Anforderungen an die Qualität der lithographisch hergestellten Strukturen wie auch an die Überdeckungsgenauigkeit der in den einzelnen Belichtungsschritten erforderlichen Masken. Um den künftigen Anforderungen der Halbleiterindustrie in der dimensionalen Meßtechnik begegnen zu können, hat die PTB ein hochauflösendes Maskenmeßsystem auf der Basis eines Niederenergie-Rasterelektronenmikroskopes mit großer Vakuumkammer sowie einen x-y-Koordinatentisch entwickelt und in Betrieb genommen.

Z. B. bei der Untersuchung möglicher Gesundheitsschäden durch UV-Strahlung oder bei der Langzeitbeobachtung der Sonnenstrahlung werden präzise Strahlungsmesser benötigt. In Zusammenarbeit mit der ETH Zürich wurden neuartige Schottky-Photodioden mit exzellenten Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität der spektralen Empfindlichkeit auch gegenüber längerer Belichtung mit Ultraviolett- und Vakuum-Ultraviolett-Strahlung entwickelt, die im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Strahlungsempfängern praktisch keine Alterung bei der Bestrahlung aufweisen und dadurch vielversprechend im Hinblick auf ihre Verwendung als Strahlungsempfängernormale im Wellenlängenbereich unterhalb 250 nm sind.

Im Rahmen ihrer Zulassungstätigkeit zur Eichung hat die PTB u. a. auch Geschwindigkeitsmeßgeräte zu prüfen. Ein in der PTB entwickeltes neues Referenzmeßverfahren zur Messung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, mit dem zur Vermeidung von Abtastfehlern zusätzlich Videobilder der relevanten Fahrzeugteile aufgenommen werden können, wird künftig bei Bauartzulassungen eingesetzt. Die Gesamtmeßunsicherheit des neuen Verfahrens ist um einen Faktor 6 geringer als die gesetzlich zulässige Meßunsicherheit der zu prüfenden Verkehrsmeßgeräte.

In der Härtemeßtechnik wurde der Aufbau einer nationalen Härteskale durch die Entwicklung von Normalen und Normalmeßeinrichtungen sowie die erfolgreiche Teilnahme an internationalen Vergleichsmessungen abgeschlossen. Es können nunmehr Härtevergleichsplatten aus Metall hinsichtlich Makrohärte (F > 2 N) als auch Mikrohärte (F < 2 N) für etliche Härteskalen kalibriert werden. Darüber hinaus sind Verfahren für die Härtebestimmung an weichen Materialien, wie Kunststoffen und Gummi, entwickelt worden.

Querschnittsinformationen:

Im Berichtsjahr wurden 150 durch Drittmittel finanzierte Forschungsvorhaben bearbeitet sowie 18 DFG-Sachbeihilfen in Anspruch genommen.

1997 wurden weitere 23 DKD-Kalibrierlaboratorien akkreditiert, vier Akkreditierungen wurden zurückgezogen. Damit ist die Gesamtzahl gegenüber dem Vorjahr um 12 % auf nunmehr 204 angestiegen. Zusammen mit 68 Änderungen von Akkreditierungen führte dies zu einem vergrößerten Angebot an Kalibriermöglichkeiten, darunter erstmals für klinisch-chemische Meßgrößen. Erstmals konnte auch ein Kalibrierlaboratorium für elektrische Meßgrößen akkreditiert werden, das in die Fertigung von Meßgeräten integriert ist und ermöglicht, daß Seriengeräte mit Kalibrierschein versehen die Produktion verlassen.

Die PTB-Laboratorien führten im Berichtsjahr 7306 Kalibrierungen und 9350 Prüfungen auf etwa 320 Gebieten durch und nahmen 119 842 Zulassungen in ca. 50 Gerätearten vor. Im Rahmen gesetzlich vorgeschriebener Vergleichs-messungen wurden 5455 Dosimeter überwiegend mit Röntgenstrahlung bzw. Photonen bestrahlt.

Das Haushaltsvolumen der PTB betrug 1997 (in Mio DM):

(*Zahlen des Vorjahres)

Zu besonders wichtigen Ereignissen in der PTB wurden von der Pressestelle Presseinformationen herausgegeben. Eine Übersicht aller Presseinformationen ist auf Seite 34 des Jahresberichtes und im WWW unter "Aktuelles" zu finden.