Anfang Oktober hat die Europäische Raumfahrtagentur ESA im Rahmen ihrer Cosmic-Vision-Planung entschieden, die Mission Solar Orbiter im Jahre 2017 ins Weltall zu starten. Diese Sonde hat mit dem Spektrographen SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) für Wellenlängen zwischen 48 nm und 105 nm und dem EUI (Extreme Ultraviolet Imager) für Wellenlängen zwischen 17 nm und 122 nm zwei...

Das DUV-Scatterometer der PTB wurde hinsichtlich des Dynamikbereichs, der Linearität und des Auswerteverfahrens zur Bestimmung der zu messenden Beugungseffizienzen weiterentwickelt. Mit dem verbesserten System wurden Strukturmessungen an einer Molybdänsilizid-Photomaske durchgeführt. Ein Vergleich mit Ergebnissen zweier Messplätze des Advanced Mask Technology Center, Dresden, konnte vormals...

Die Bestimmung des internen Zustands von einzelnen Ionen ist von zentraler Bedeutung für die Spektroskopie und für Frequenznormale. Bei diesem Schrotrausch-limitierten Messprozess werden nur einige wenige Photonen detektiert. Die Güte und Robustheit dieses Messprozesses konnte nun durch ein neuartiges Verfahren signifikant erhöht werden. Die Implementierung mit Magnesium-Ionen ermöglicht es,...

Der mechanische Aufbau des nationalen Normals für gerichtete spektrale Transmission und Reflexion (NanoTrans und NanoRef) wurde weitestgehend abgeschlossen. Nach Evaluierungsmessungen bezüglich der Transmissionsskala konnte der reguläre Messbetrieb im Wellenlängenbereich von 200 nm bis ca. 2,5 µm wieder aufgenommen werden. Auch für die Größe regulärer spektraler Reflexionsgrad kann der Messbetrieb...

Die Bestimmung des internen Zustands von einzelnen Ionen ist von zentraler Bedeutung für die Spektroskopie und für Frequenznormale. Bei diesem Schrotrausch-limitierten Messprozess werden nur einige wenige Photonen detektiert. Die Güte und Robustheit dieses Messprozesses konnte nun durch ein neuartiges Verfahren signifikant erhöht werden. Die Implementierung mit Magnesium-Ionen ermöglicht es,...

Die Untersuchung von Umweltparametern auf der Marsoberfläche ist Ziel der "Mars Scientific Laboratory"-Mission (MSL), die von der NASA am 26. November 2011 von Cape Canaveral (Florida, USA) aus gestartet wurde. MSL ist ein neues Gefährt namens "Curiosity" (deutsch "Neugierde"), das zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord hat, mit denen die chemische und geologische Zusammensetzung der dortigen...

Häufig weist die Emission praxisrelevanter Einzelphotonenquellen, wie z. B. Stickstofffehlstellen in Diamant (NV-Zentren), einen verbleibenden Mehrphotonenanteil auf, welcher zu abweichenden Ergebnissen bei der Kalibrierung von in der Quantenkommunikation, Biologie oder Astronomie genutzten Einzelphotonendetektoren führt. Deshalb wurde die Photonenstatistik des abgestrahlten Fluoreszenzlichts...

Mit einem in der PTB neu entwickelten Frequenzverschiebeverfahren kann die Frequenz optischer Frequenzkämme und damit jede einzelne Frequenz nach einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf verschoben werden. Der externe Frequenzverschieber besteht aus einem geeignet angesteuerten elektrooptischen Modulator. Das Frequenzverschiebeverfahren ist universell, d. h. ohne Resonatoreingriff, für...

Es wurde theoretisch ein neues Konzept für atomare Frequenznormale untersucht, das es ermöglicht, eine reproduzierbare „synthetische“ Ausgangsfrequenz zu erzeugen, die in einem weiten Bereich von der Verschiebung der atomaren Übergangsfrequenz durch thermische Strahlung unabhängig ist.

Die Verwendung der sogenannten Rapid Adiabatic Passage in der Fontänen-Uhr CSF2 ermöglichte es, die systematische Unsicherheit bei der Ermittlung der Stoßverschiebung um eine Größenordnung zu verringern. Damit kann die statistische Messunsicherheit durch den Betrieb mit höheren Atomzahlen gesenkt werden, ohne dass die systematische Unsicherheit aufgrund von Stößen signifikant steigt.

Um optische Uhren weiter zu verbessern müssen die Einflüsse äußerer elektrischer Felder oder der Temperaturstrahlung auf die Atome in speziellen Umgebungen genau untersucht werden. Die im optischen Gitter der Strontium-Gitteruhr gehaltenen kalten Atome können jetzt um 5 cm mit einer Transporteffizienz > 95 %, innerhalb von 230 ms, ohne signifikante Heizung transportiert werden.

Phasengradienten in Mikrowellen-Resonatoren von Fontänen-Uhren bewirken Frequenzverschiebungen des Uhrenübergangs. Die entsprechenden Effekte wurden neu und umfassend an der Fontänen-Uhr CSF2 untersucht. Zusammen mit einer verringerten Unsicherheit der Stoßverschiebung ist die Gesamtunsicherheit von CSF2 gegenüber der früheren Evaluation auf 4,1 x 10^-16 annähernd halbiert worden.

Im Mai 2011 wurden der Fachöffentlichkeit auf einer Informationsveranstaltung die Ergebnisse von vier Forschungsprojekten zu Themen der elektrischen Quantenmetrologie präsentiert. Die Projekte wurden, unterstützt durch die EU, in der iMERAplus-Phase des europäischen Metrologie-Forschungsprogramms EMRP (European Metrology Research Programme) durchgeführt und sind in 2011 erfolgreich abgeschlossen...

Im Rahmen des MNPQ-Programms des BMWi soll ein in der PTB entwickeltes modulares Messwert-Erfassungs­programm in ein kommerzielles Softwareprodukt integriert werden.

Es wurde ein Konzept für ein Quanten-Hall-Effekt-Bauelement demonstriert, bei dem die besondere Eigenschaft des Materials Graphen ausgenutzt wird, elektrischen Transport mit positiven und negativen Ladungsträgern zu ermöglichen. In Reihenschaltungen kann man damit quantisierte Hall-Widerstände als ganzzahlige Vielfache von h/2e² realisieren.

Nach der erfolgreichen Präparation der ungewöhnlichen Materialkombination Graphen auf Galliumarsenid wurden, als Voraussetzung für mögliche weitere Anwendungen, erstmals auch die elektrischen Transporteigenschaften solcher Proben untersucht.

Im Rahmen des MNPQ-Programms des BMWi wurde in der PTB ein Technologietransferprojekt zur Etablierung von quantenbasierten Wechselspannungsnormalen in der Industrie gestartet.

Eine neu entwickelte Messbrücke, bei der programmierbare Josephson-Schaltungen eingesetzt werden, erlaubt die breitbandige Charakterisierung von Widerstands- und Kapazitätsverhältnissen mit hoher Präzision innerhalb einer kurzen Messzeit.

Das "Electron Counting Capacitance Standard"(ECCS)-Experiment ermöglicht die Durchführung eines fundamentalen Konsistenztests zwischen den in der elektrischen Metrologie eingesetzten Quanteneffekten, dem Josephson- und dem Quanten-Hall-Effekt. In der PTB ist die Durchführung dieses Experiments nun erstmalig gelungen. Die in diesen, noch vorläufigen, Testdurchläufen bereits erzielte geringe...

Durch Strukturierung ferromagnetischer Filme mit periodischen Lochgittern auf Nanometerskala lassen sich die Eigenschaften der Filme gezielt verändern. In systematischen Untersuchungen der magnetischen Eigenschaften solcher Lochgitter konnte nun erstmals ein neuartiger Typ magnetischer Domänenübergänge, die sogenannten Superdomänenwände, nachgewiesen und untersucht werden.