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Latest scientific news and
News from the Annual Report (in German only)

In recent years, DNA origami nanorulers for superresolution fluorescence microscopy have been developed from fundamental proof-of-principle experiments to commercially available test structures. The self-assembled nanostructures allow placing a defined number of fluorescent dye molecules in defined geometries in the nanometer range. Besides the unprecedented control over matter on the nanoscale, robust DNA origami nanorulers are reproducibly obtained in high yields. The distances between their fluorescent marks can be easily analysed yielding intermark distance histograms from many identical structures. Thus, DNA origami nanorulers have become excellent reference and training structures for superresolution microscopy. In this work, we go one step further and develop a calibration process for the measured distances between the fluorescent marks on DNA origami nanorulers. The superresolution technique DNA-PAINT is used to achieve nanometrological traceability of nanoruler distances following the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM). We further show two examples how these nanorulers are used to evaluate the performance of microscopes that are capable of single-molecule localization microscopy.

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Size and shape distributions of gold nanorod samples are critical to their physico-chemical properties, especially their longitudinal surface plasmon resonance. This interlaboratory comparison study developed methods for measuring and evaluating size and shape distributions for gold nanorod samples using transmission electron microscopy (TEM) images. The objective was to determine whether two different samples, which had different performance attributes in their application, were different with respect to their size and/or shape descriptor distributions. Touching particles in the captured images were identified using a ruggedness shape descriptor. Nanorods could be distinguished from nanocubes using an elongational shape descriptor. A non-parametric statistical test showed that cumulative distributions of an elongational shape descriptor, that is, the aspect ratio, were statistically different between the two samples for all laboratories. While the scale parameters of size and shape distributions were similar for both samples, the width parameters of size and shape distributions were statistically different. This protocol fulfills an important need for a standardized approach to measure gold nanorod size and shape distributions for applications in which quantitative measurements and comparisons are important. Furthermore, the validated protocol workflow can be automated, thus providing consistent and rapid measurements of nanorod size and shape distributions for researchers, regulatory agencies, and industry.

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We present a new method for lens inspection, called Multiple Aperture Shear Interferometry
(MArS) using the spatial coherence function of light as a primary
measurand. MArS allows the use of several independent light sources (illumination
apertures) at the same time. In this paper, we however only employ a single
light source in order to enable a direct comparision to wave front sensing.

https://www.dgao-proceedings.de/download/119/119_a12.pdf

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Ergebnisse der Charakterisierung eines sogenannten berechenbaren, quanteneffizienten Detektors wurden kürzlich in einer gemeinsamen Publikation der PTB mit weiteren Nationalen Metrologie-Instituten veröffentlicht. Ziel der Charakterisierungsmessungen war einerseits die Validierung der Modellrechnungen zur spektralen Empfindlichkeit des Detektors und andererseits dessen Anwendbarkeit unter für die Photometrie und Radiometrie typischen Messbedingungen zu überprüfen.

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Ekkehard Peik, Leiter des Fachbereichs Zeit und Frequenz, wurde von der Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Society der IEEE als Distinguished Lecturer ausgezeichnet, um im Zeitraum von Juni 2018 bis Dezember 2019 an Universitäten und Forschungseinrichtungen über Arbeiten der PTB zu  “Optical atomic clocks with single trapped ions” vorzutragen.
https://ieee-uffc.org/news/new-distinguished-lecturer-ekkehard-peik/

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In einer Kooperation zwischen der PTB und der Firma Gigahertz-Optik aus Türkenfeld nahe München wurde ein neu entwickeltes kompaktes Array Spektralradiometer charakterisiert und im Feldeinsatz getestet. Besonderes Augenmerk lag hierbei auf der Reduzierung des sogenannten Streulichts, einem kritischen Parameter für qualitativ hochwertige Spektralmessungen. Streulicht im Innern des Instruments wird durch geeignete Designanpassungen von vornherein physisch reduziert und kann durch Zusatzmessungen effektiv korrigiert werden. Das Instrument liefert präzise und stabile Messungen der direkten solaren UV Bestrahlungsstärke, aus denen sich die Ozonsäule zum Zeitpunkt der Messung ableiten lässt. Das Instrument wurde ausgiebig an der PTB in Braunschweig getestet und charakterisiert, bevor es am Atmosphärischen Observatorium Izaña auf Teneriffa an einer internationalen Vergleichsmesskampagne vom 12.09. - 30.09.2016 eingesetzt wurde. Die Vergleichsmessungen zeigten über den Zeitraum der Kampagne im Bereich der Messunsicherheiten eine gute Übereinstimmung zu klassischen Messverfahren mit Dobson- oder Brewer-Instrumenten.

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