Einzelelektronenpumpen ermöglichen die Erzeugung eines Stromes durch kontrollierten Einfang und Transport einzelner Elektronen. Der PTB gelang es nun erstmals, die Einfangstatistik einer Halbleiter-Einzelelektronenpumpe durch Nachweis einzelner Elektronen mit einer speziellen Detektorschaltung zu überprüfen.

Im zukünftigen SI-System sollen die physikalischen Einheiten mit Hilfe elementarer Naturkonstanten wie der Planck-Konstante h oder der Elektronenladung e festgelegt werden. Die Basiseinheit der elektrischen Stromstärke, das Ampere, kann dann über eine sogenannte Einzelelektronenpumpe realisiert werden. Die Einzelelektronenpumpe besteht aus einer winzigen halbleitenden Insel mit zwei Zuleitungen. Im Pumpbetrieb wird zunächst ein Elektron von links von der einen Zuleitung auf die Insel geladen und anschließend nach rechts in die andere Zuleitung ausgeworfen. Wird dieser Vorgang periodisch mit der Taktfrequenz ƒ wiederholt, so entsteht ein Strom I = eƒ. Der Strom ist somit nur noch durch die Naturkonstante der Elektronenladung e und die Taktfrequenz ƒ bestimmt. Halbleiterbasierte Einzelelektronenpumpen gelten aktuell als die vielversprechendsten Kandidaten für die zukünftige Realisierung des Ampere.

Bisher wurde zur Charakterisierung einer solchen Einzelelektronenpumpe die Pumpe mit einer gegebenen Frequenz f kontinuierlich betrieben und der erzeugte Strom möglichst genau gemessen. Bei dieser Art der Messung wird aber stets über sehr viele Taktzyklen gemittelt, und die Informationen zu einzelnen, selten auftretenden Pumpfehlern gehen verloren. Die tatsächliche Anzahl dieser Pumpfehler ist für metrologische Anwendungen allerdings von entscheidender Bedeutung. Im Berichtsjahr konnte von der PTB erstmals eine Detektorschaltung zusammen mit Einzelelektronenpumpen auf einem Chip integriert und getestet werden (Bild). Mit der Detektorschaltung war es möglich, einzelne Fehler solcher Pumpen nachzuweisen und zu analysieren.

Die Detektorschaltung basiert auf sogenannten Einzelelektronendetektoren. Diese Detektoren reagieren so empfindlich auf elektrische Ladungen, dass sie sogar das einzelne, pro Taktzyklus von der Pumpe eingefangene und transportierte Elektron eindeutig nachweisen können. Mithilfe dieser Detektionsmethode wurde nun die Fehlerrate der Pumpe in Abhängigkeit verschiedener äußerer Parameter exakt vermessen. Der Vergleich der gemessenen Fehlerrate mit theoretischen Vorhersagen ergab eine hervorragende Übereinstimmung und belegte damit die Gültigkeit des verwendeten Modells. Zudem zeigte sich, dass unter den gegebenen Messbedingungen die thermische Verteilung der Elektronen auf der Insel keinen signifikanten Einfluss auf die Fehlerrate hat. Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt für die zukünftige Entwicklung eines halbleiterbasierten Einzelelektronen-Stromstandards.

Die Messtechnik der PTB reicht bis in die Stratosphäre. Gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) wurde ein hochpräzises und vor allem kalibrationsfreies Laser-Hygrometer entwickelt, das durch seine genauen und schnellen Wassermessungen in der Atmosphäre beispielsweise neuartige Untersuchungen zur Erfassung und zum besseren Verständnis der Wolken und der Wolkenbildungsdynamik ermöglicht. Das Hygrometer kommt in dem neuen Forschungsflugzeug „HALO“ (High Altitude and LOng Range Research Aircraft) zum Einsatz und wurde bei einer ersten Messkampagne über eine Flugstrecke von 100 000 km bereits erfolgreich erprobt.

Bei fast allen atmosphärischen Messkampagnen gilt der Wasserdampfgehalt als besonders wichtige Messgröße. Zum einen ist Wasserdampf selbst das wichtigste Treibhausgas und ebenfalls klimawirksam in der kondensierten Form als Wolke, zum anderen müssen viele Gasanalyse-Verfahren auf den Wasserdampfgehalt korrigiert werden. Das von PTB und FZJ entwickelte Mehrkanal-Hygrometer „HAI“ ermöglicht erstmals die simultane Mehrphasen- H2O-Messung mit nur einem Messprinzip, d. h. einer extraktiven Bestimmung des Gesamtwassergehalts, bei der alle Wassermoleküle in Form von Eis, Wassertröpfchen und Wasserdampf über einen Lufteinlass in eine geschlossene Messzelle geführt werden, sowie gleichzeitig eine probennahmefreie In-situ-Bestimmung nur des Wasserdampfs mittels einer offenen Multireflex-Zelle auf der Außenhaut des Flugzeuges. Um den gesamten großen Wasserdampfbereich zwischen Troposphäre (ca. 20 000 ppmv) und Stratosphäre (4 ppmv) abzudecken, wurde erstmals ein Zwei-Wellenlängen-Hygrometer entwickelt, das parallel mit zwei Lasern bei 1,4 μm bzw. 2,6 μm arbeitet. Außerdem ist HAI außerordentlich schnell und kann mit einer Messfrequenz von über 100 Hz Daten erfassen.

Optische Frequenznormale nutzen gespeicherte Atome oder Ionen mit Referenzübergängen im optischen Spektralbereich, deren natürliche Linienbreite sehr klein und deren Frequenz möglichst unabhängig von den auf die Atome einwirkenden externen Feldern ist. In der PTB wurde ein optisches Frequenznormal entwickelt, das den Oktupolübergang in einem einzelnen Ytterbium-Ion nutzt. Die Frequenz dieses Übergangs wurde absolut mit einer durch die Cäsiumfontänen-Referenz begrenzten relativen Unsicherheit von 8 ⋅ 10^–16 gemessen. Das Ergebnis stimmt mit einer fast zeitgleich am National Physical Laboratory (Teddington, UK) durchgeführten Messung sehr gut überein.

Nach den Regeln der Quantenmechanik ist die Anregung eines Oktupolübergangs hochgradig verboten und gelingt nur mit einer entsprechend hohen spektralen Anregungsleistung. Das hat dann eine Verschiebung der beobachteten Resonanzfrequenz vom ungestörten Wert zur Folge. Bisher mussten Absolutfrequenzmessungen deshalb als Extrapolation mit unterschiedlichen Anregungsintensitäten und unabhängiger präziser Messung der relativen Intensität durchgeführt werden. Abhilfe bietet die Anregung nach dem sogenannten „Hyper“-Ramsey- Verfahren: Kürzlich war in einer Zusammenarbeit von russischen, amerikanischen und PTB-Wissenschaftlern theoretisch gezeigt worden, dass eine Abfrage des Uhrenübergangs mit einem speziellen Muster von Frequenz- und Phasensprüngen die ungestörte atomare Übergangsfrequenz direkt wiedergegeben kann. Dieses Verfahren wurde jetzt in der PTB erstmalig zur Anregung des Yb⁺-Oktupolübergangs eingesetzt, und die vorhergesagte Unterdrückung der Lichtverschiebung konnte dabei experimentell nachgewiesen werden. Kombiniert man die gegenwärtig maximal erreichbare spektrale Auflösung mit einer optimierten Experimentsteuerung, lässt sich der Beitrag der Lichtverschiebung zur systematischen Unsicherheit des Yb⁺-Oktupol-Frequenznormals auf unter 10^–17 reduzieren.

Die immer genauere Kenntnis der thermischen Ausdehnung von Materialien wird für die Optimierung der Funktion von High-Tech-Geräten in verschiedenen Bereichen benötigt. Für die Europäische Raumfahrtbehörde (ESA) ist das Materialverhalten im Bereich kryogener Temperaturen für die Leistungsfähigkeit von Weltraumteleskopen wichtig. Der große Durchmesser der Primärspiegel der Teleskope und deren Funktionsfähigkeit unter kryogenen Bedingungen erfordert ultra-stabile Komponenten, deren Materialien hinsichtlich der Temperaturabhängigkeit ihrer Abmessungen sehr genau charakterisiert sein müssen. Die extremen Anforderungen an die Genauigkeit bei der Charakterisierung der thermischen Ausdehnung (Messunsicherheit 3 · 10^–9 K^–1) können nur durch absolute Längenmessungen mittels Interferometrie erfüllt werden. Dieses Messverfahren ist zwar in der PTB für verschiedene Messanwendungen etabliert, war allerdings bislang auf einen Temperaturbereich um 20 °C begrenzt.

Der PTB gelang es in Zusammenarbeit mit dem TransMIT-Zentrum für Adaptive Kryotechnik und Sensorik im Rahmen eines von der ESA geförderten Projektes, ihr neu aufgebautes Ultrapräzisionsinterferometer so weiterzuentwickeln, dass es auch bei kryogenen Temperaturen bis hinunter zu 7 K eingesetzt werden kann. Eine der größten Herausforderungen in diesem Projekt bestand in der Etablierung von Methoden zur Auswertung nichtstationärer Interferogramme, aus denen sich die absolute Länge von Probekörpern bis 50 mm im gesamten Temperaturbereich von 300 K bis 7 K auf ca. 1,5 nm genau bestimmen lässt. Die ersten Messungen wurden an Proben aus zwei verschiedenen Materialien durchgeführt, die als Substrate in Weltraumteleskopen in Frage kommen.

Die PTB konnte im September 2012 ihr neues Untertagelaboratorium auf der 430-m-Sohle im Salzbergwerk Braunschweig-Lüneburg der european salt company (esco) in Grasleben bei Helmstedt einweihen. Erste Messungen des Strahlungspegels im UDO II genannten Laboratorium ergaben weniger als 2 nSv/h und eine geringe Radon-Aktivitätskonzentration der Luft. Es sind damit ähnlich gute Bedingungen wie im UDO in der Asse gegeben.

Über einen Zeitraum von fast 20 Jahren, von 1991 bis 2011, hatte die PTB das Untertagelaboratorium für Dosimetrie und Spektrometrie (UDO) im Salzstock der Asse betrieben – zunächst auf der 925-m- Sohle und später auf der 490-m-Sohle. Das Labor zeichnete sich an beiden Standorten durch einen der niedrigsten Strahlungspegel weltweit aus, der mit 1 nSv/h nur etwa 1 % der Ortsdosisleistung über Tage ausmachte. Dafür war neben der Abschirmung der Höhenstrahlung durch das Deckgestein vor allem das extrem aktivitätsarme Steinsalz verantwortlich, von dem das Labor umgeben war.

Mit der Einstufung der Schachtanlage Asse II als kerntechnische Anlage im Sinne des Atomgesetzes und dem damit einhergehenden Betreiberwechsel im Januar 2009 war die Nutzung des UDO-Labors in der Asse nur noch eingeschränkt möglich. Im Frühjahr 2011 musste UDO ganz aufgegeben werden.

Die Aufgaben, welche die PTB im UDO wahrgenommen hatte, sind jedoch von bleibender gesellschaftlicher Bedeutung für die korrekte Kalibrierung von Dosimetriesystemen, die europaweit für die Umgebungsüberwachung bei niedrigen Dosisleistungen, wie sie in der natürlichen Umwelt typisch sind, eingesetzt werden. Mit UDO II sind vergleichbar gute Messbedingungen – an neuem Ort – längerfristig wieder hergestellt.

In Kooperation mit der PTB hat die Schweizer Firma Dectris eine vakuumtaugliche Version des Hybrid- Pixel-Detektors für Röntgenstrahlung, Pilatus, entwickelt. Damit lassen sich beispielsweise Experimente zur Größenbestimmung von Nanopartikeln mit Röntgenkleinwinkelstreuung (Small Angle Xray Scattering, SAXS) auch an den Absorptionskanten der leichten Elemente Calcium, Schwefel, Phosphor oder Silizium bei Photonenenergien unterhalb von 5 keV mit hoher Dynamik und guter Ortsauflösung durchführen. Insbesondere ist dies für die Untersuchung biologischer Proben von Bedeutung, zum Beispiel im Rahmen von Projekten des Europäischen Metrologie-Forschungsprogramms EMRP, bei denen im PTB-Labor am Elektronenspeicherring BESSY II komplizierte biologische Nanoobjekte und Nanopartikel in komplexen biologischen Matrizen durch SAXS-Messungen mit Synchrotronstrahlung dimensionell charakterisiert werden sollen. Das weltweit erste Gerät eines vakuumtauglichen Pilatus-Detektors wurde dazu als PTB-Größtgerät erfolgreich in Betrieb genommen.

In Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin und dem Institut für molekulare Pharmakologie der ungarischen Akademie der Wissenschaften konnten am Vierkristall-Monochromator-Strahlrohr im PTB-Labor bei BESSY II erste SAXS-Bilder von einer multilamellaren Liposom-Probe bei einer Photonenenergie von 3 keV aufgenommen werden. Der neue Detektor besteht aus 10 Modulen, die bei einer Pixelgröße von 172 μm eine Gesamtfläche von 17 cm × 18 cm ergeben. Er soll auch für Weitwinkelstreuung, Kleinwinkelstreuung in Reflexion unter streifendem Einfall und andere Röntgentechniken eingesetzt werden.

Regressionsprobleme treten in der Metrologie häufig auf, so z. B. bei vielen Kalibrieraufgaben. Zu deren Behandlung werden derzeit zumeist „Least- Squares“-Methoden verwendet. Eine Alternative hierzu stellen Bayes’sche Verfahren dar. Der Vorteil dieser Verfahren gegenüber „Least-Squares“- Methoden ist, dass Vorinformation in natürlicher Weise berücksichtigt wird und dass Wahrscheinlichkeitsverteilungen für die interessierenden Größen errechnet werden können. In der PTB werden daher Verfahren auf Basis der Bayes’schen Statistik für die Behandlung von Regressionsproblemen in der Metrologie entwickelt.

Ein Beispiel für ein solches Regressionsproblem ist die Magnetfeldfluktuationsthermometrie, für die die PTB ein spezielles Bayes’sches Auswerteverfahren entwickelt hat. In der Abbildung sind Wahrscheinlichkeitsverteilungen dargestellt, die mit dem neuen Verfahren errechnet wurden und eine zuverlässigere Bestimmung von Messunsicherheiten ermöglichen.

Die Entwicklung von Verfahren zur Messunsicherheitsbestimmung bei Regressionsproblemen ist auch ein zentrales Thema des von der PTB koordinierten EMRP-Projekts „Novel mathematical and statistical approaches to uncertainty evaluation“, das am 1. August 2012 startete. An diesem Projekt sind 11 europäische Partner sowie 6 weitere Kooperationspartner aus Asien, Nord- und Südamerika beteiligt.

Im Rahmen einer Festveranstaltung am 20. Januar 2012 wurde in Anwesenheit von Bundeswirtschaftsminister Dr. Philipp Rösler der langjährige Präsident der PTB, Prof. Dr. Ernst O. Göbel, nach 16-jähriger Amtszeit offiziell verabschiedet und sein Nachfolger, Prof. Dr. Joachim Ullrich, in sein Amt eingeführt. In Anwesenheit zahlreicher prominenter Gäste aus der Politik und der Wissenschaftslandschaft, wie dem Nobelpreisträger Prof. Dr. Klaus von Klitzing, wurde von zahlreichen Rednern, darunter die Universitätspräsidenten Prof. Dr.-Ing. Jürgen Hesselbach (TU Braunschweig) und Prof. Dr.-Ing. Erich Barke (Leibniz Universität Hannover) die Arbeit von Prof. Göbel in den letzten 16 Jahren gewürdigt. „Professor Göbel hat in seinen 16 Jahren als Präsident der PTB ihren Ruf als exzellentes Forschungsinstitut der Metrologie sowie als zuverlässiger und kompetenter Dienstleister in allen Fragen der Messtechnik national und international gefördert. Dafür gebührt ihm höchste Anerkennung“, sagte Bundeswirtschaftsminister Rösler in seiner Rede bei der Festveranstaltung.

Prof. Göbels Nachfolger im Amt ist der Physiker Prof. Dr. Joachim Ullrich, der vom Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK), Heidelberg, zur PTB wechselte. Bundesminister Rösler: „Mit Professor Ullrich konnten wir nun einen herausragenden Physiker als Nachfolger für das Amt gewinnen. Er wird der 14. Präsident in der 125-jährigen Geschichte der PTB.“ Prof. Ullrich, Jahrgang 1956, war am MPIK zehn Jahre Direktor und Wissenschaftliches Mitglied und leitete dort die Abteilung „Experimentelle Mehrteilchen-Quantendynamik“. Seine physikalische Heimat hat Prof. Ullrich in der Atom-, Molekül- und Laserphysik sowie in der Präzisions-Spektroskopie. „Ich wünsche meinem Nachfolger alles Gute, viel Erfolg in seinem neuen Amt und stets ein gutes Gespür für den richtigen metrologischen Kurs“, sagte Prof. Göbel.

Der Helmholtz-Preis 2012 wurde am 27. März 2012 in der Stadthalle Braunschweig im Anschluss an das diesjährige Helmholtz-Symposium an Sven Sturm, Anke Wagner und Prof. Dr. Klaus Blaum, Max Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, und Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, für die Bestimmung des g-Faktors von hochgeladenen Ionen verliehen. Die von den Preisträgern durchgeführten Messungen erlauben die Überprüfung von Vorhersagen der Quantenelektrodynamik, der fundamentalen Theorie der elektromagnetischen Wechselwirkung, mit in gebundenen Systemen bisher nicht erreichter Präzision.

Mit dem mit 20 000 € dotierten Helmholtz-Preis des Helmholtz-Fonds e. V. und des Stifterverbands für die Deutsche Wissenschaft werden alle 2 bis 3 Jahre hervorragende wissenschaftliche und technologische Forschungsarbeiten aus dem Fachgebiet Präzisionsmessung in Physik, Chemie und Medizin ausgezeichnet.

Vor der Preisverleihung fand ein ganztägiges Helmholtz- Symposium mit 650 Teilnehmern statt. In sieben Fachvorträgen gaben internationale Expertinnen und Experten einen Überblick über aktuelle Fragen der Metrologie. Dabei ging es um grundlegende Überlegungen zu den Konsequenzen nach einer Neudefinition der SI-Basiseinheiten, um anwendungsspezifische Fragen im Bereich Metrologie für die Medizin und um Präzisionsmessungen für die Überprüfung fundamentaler Fragen der modernen Physik, wie sie z. B. mit Gravitationswellendetektoren beantwortet werden können. So wurde ein weiter Bogen gespannt und dem Motto „Metrology, the Universe and Everything“ Rechnung getragen.

Am 1. November 2012 besuchte Hans-Jürgen Beerfeltz, Staatssekretär des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ), die PTB. Im Rahmen einer Diskussion mit dem Präsidium und durch den Besuch von zwei Fachbereichen informierte er sich über Ziele und Aufgaben der PTB. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf den internationalen Aktivitäten. Die PTB führt seit über 40 Jahren mit finanzieller Unterstützung durch das BMZ Projekte in Partnerländern durch, die den Auf- und Ausbau einer Qualitätsinfrastruktur zum Ziel haben. Staatssekretär Beerfeltz nutzte die Gelegenheit, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der PTB, die in diesem Bereich tätig sind, kennenzulernen und bekam einen näheren Einblick in einige der Projekte. „Mit der PTB verfügt Deutschland als einziger bilateraler Geber über eine international anerkannte Fachinstitution, die für uns technische und politische Beratung im Bereich Qualitätsinfrastruktur durchführt. Es ist beeindruckend, dass die PTB den Dreiklang von Wissenschaft, Wirtschaft und Entwicklung engagiert verbindet und weltweit Verantwortung übernimmt. Nur wenn Länder Normen und technische Regulierungen harmonisieren und gegenseitig anerkennen, wird die Globalisierung für alle zur Erfolgsgeschichte“, sagte Staatssekretär Beerfeltz.

Die Patentverwertung der PTB führt zu neuen Geschäftsfeldern für die Lizenznehmer und zu deutlichen Lizenzeinnahmen für die PTB. So konnte im Jahre 2012 das Ergebnis des Vorjahres erneut übertroffen werden, sodass sich die Lizenzeinnahmen aus den vergangenen vier Jahren nunmehr auf 1,1 Millionen € summieren.

Die Zahl der aktiv betreuten Vorgänge beläuft sich auf 150. Mit 60 Lizenzverträgen für Patente oder Technologien ist die Verwertungsrate ungewöhnlich hoch. Diese PTB-Technologien ermöglichen Lizenznehmern den Aufbau neuer Geschäftsfelder, zumeist im Bereich der Ultrapräzisionsmesstechnik. Die erfolgreichsten lizenzierten Technologien finden breitgefächerte Anwendungen in vielen zukunftsträchtigen Branchen. Hierzu zählen Medizintechnik, Dosimetrie, Koordinatenmesstechnik, Bauphysik und Prozesstechnologie. Sie leisten damit ihren Beitrag zur Schaffung und dem Erhalt von Arbeitsplätzen, insbesondere im Bereich der mittelständischen Industrie.

Seit vier Jahren liegen die Überschüsse nun deutlich über den externen Kosten. Die Abbildung zeigt auch den typischen Versatz zwischen dem Beginn der Patentierung und den erzielten ersten Erlösen aus fünf Jahren. Als Einmaleffekt sind Verkäufe und im letzten Jahr überdurchschnittliche Einnahmen aufgrund des tragischen Fukushima-Unfalles im Bereich hochgenauer Neutronendosimeter farblich hervorgehoben. Die Lizenzeinnahmen finanzieren damit die Patentkosten und die ausgeschüttete Erfindervergütung. Zukünftig ist eine noch engere Verzahnung der industrienahen Forschung der PTB-Fachabteilungen mit der Patentverwertung geplant. Das wesentliche volkswirtschaftliche Ziel ist dabei, die Ergebnisse der akademischen Forschung schneller und gezielter in die industrielle Anwendung zu bringen.

Das 125-jährige Jubiläum der PTB und das 50-jährige Bestehen des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) waren zwei gute Anlässe, einen großen Workshop zum Thema Qualitätsinfrastruktur (QI) zu veranstalten. Der Einladung der PTB folgten mehr als 200 Metrologen aus 115 Ländern.

Zum Warm-up wurde die Veranstaltungshalle in eine Landkarte verwandelt und alle Teilnehmer wurden aufgefordert, sich zu ihrem Heimat-Kontinent zu begeben. Das bot nicht nur einen ersten Überblick auf die Verteilung der Teilnehmer, sondern bot auch neue Kontaktmöglichkeiten für jüngere Kooperationsmitglieder. Auch die Gruppierung nach Länge der bestehenden Kooperationen war sehr aufschlussreich. Weiter ging es im Sitzungssaal mit einem Einführungsvortrag von Abteilungsleiterin Uta Böllhoff vom BMZ und weiteren Vorträgen. In der anschließenden Podiumsdiskussion ging es um das Thema „Entwicklungskooperationen – wirtschaftliche Entwicklung“. Die sechs Teilnehmer berichteten von ihren Erfahrungen und den Rahmenbedingungen in ihren Ländern.

Während des Programms wurde auch ein Projektvertrag zum Aufbau einer „Qualitätsinfrastruktur für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz in Lateinamerika und der Karibik“ öffentlich unterzeichnet. Oscar Harasic von der Organization of American States (OAS) betonte, dass erneuerbare Energien und Energieeffizienz wichtige Zukunftsthemen in Lateinamerika und in der Karibik seien. Qualität und Qualitätssicherung spielten bei der Technologieentwicklung sowie der Einführung, Verbreitung und Förderung der erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz eine wichtige Rolle.

Die drei regionalen Qualitätsfachorganisationen für Metrologie Sistema Interamericano de Metrologia (SIM), Normung Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) und für Akkreditierung InterAmerican Accreditation Cooperation (IAAC) sowie die OAS und die PTB werden in den nächsten Jahren im Rahmen des unterzeichneten Projekts eng zusammenarbeiten. Erklärtes Ziel ist die Stärkung der technischen Basis zur Qualitätssicherung und damit zur erfolgreichen Umsetzung nationaler Energiepolitiken zur Förderung erneuerbarer Energien und der effizienten Energienutzung. Das Vorhaben wird sich zunächst auf Dienstleistungen der Qualitätsinfrastruktur für die Bereiche Solarthermische Anlagen, Energieeffizienz von Haushaltsgeräten sowie Smart Grids konzentrieren. Langfristig sind auch Aktivitäten in den Bereichen Windenergie und energieeffiziente Gebäude vorgesehen.

Viele der Teilnehmer nutzten die Gelegenheit, der PTB in schriftlicher Form zu gratulieren und den Veranstaltern Gedanken, Wünsche oder Ideen mitzuteilen. Anhand der vielen Grüße und Kommentare wurde die hohe Anerkennung der PTB in allen Kontinenten der Erde eindrucksvoll dokumentiert.

„A Quantum of QI“ wurde von allen Teilnehmern genutzt, um neue Kontakte zu knüpfen und bestehende zu pflegen. Dies und die fachlichen Inhalte machten den Workshop zu einer erfolgreichen Veranstaltung, bei der die Welt zu Gast bei Freunden in Braunschweig war.

Wer wissen will, wie man etwas wirklich genau messen kann, ist bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) genau richtig. Und das nicht erst seit heute, sondern seit 125 Jahren genau. Als am 28. März 1887 der erste Etat der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt (PTR), der Vorgängerin der PTB, bewilligt wurde, war dies die Geburtsstunde der ersten staatlichen, außeruniversitären Großforschungseinrichtung und der Beginn einer messtechnischen Erfolgsgeschichte, die noch längst nicht zu Ende erzählt ist. Aus diesem Anlass feierte die PTB, das nationale Metrologieinstitut Deutschlands, am 28. März 2012 ihren Geburtstag. Sie tat dies mit einem politischen Festakt in der Braunschweiger Stadthalle und – am Tag zuvor – mit einem wissenschaftlichen Symposium, zu dem Teilnehmer aus der ganzen Welt anreisten.

Genauigkeit ist heutzutage auf allen Ebenen gefragt, um die Entwicklungen in die gewünschten Richtungen zu treiben: ob im industriellen Fertigungsprozess oder für die diagnostischen Methoden der Medizin, ob in der chemischen Analytik oder in der wissenschaftlichen Grundlagenforschung. Die Metrologie, die Wissenschaft des genauen Messens, ist auf all diesen Ebenen und Disziplinen und weit darüber hinaus gefragt. Das wissenschaftliche Symposium „Metrology, the Universe and Everything“ (der Titel lehnte sich augenzwinkernd an Douglas Adams’ Buch „Per Anhalter durch die Galaxis“ an) beleuchtete schlaglichtartig dieses weite Aufgabenfeld am 27. März in der Braunschweiger Stadthalle in mehreren Übersichtsvorträgen, ohne dabei den Anspruch zu erheben, letzte Antworten auf allererste Fragen zu geben. Das Symposium spannte einen inhaltlichen Bogen von der wachsenden Bedeutung der Naturkonstanten für die Definition der physikalischen Basiseinheiten bis hin zu konkreten Anwendungen der Metrologie in unserer Alltagswelt. Zum Abschluss des Symposiums wurde der bedeutendste Preis der Metrologie, der Helmholtz-Preis, verliehen.

Weniger um wissenschaftliche Genauigkeit, sondern vielleicht eher um genaue wissenschaftspolitische Einordnungen ging es dagegen beim eigentlichen Jubiläums- Festakt am 28. März (ebenfalls in der Braunschweiger Stadthalle). Nach der Eröffnung des Festaktes durch Prof. Dr. Joachim Ullrich (PTBPräsident seit Beginn dieses Jahres) standen mehrere Grußworte führender Politiker aus Bund, Land und Stadt dabei auf der Agenda. Den Festvortrag hielt der Physik-Nobelpreisträger Prof. Dr. Klaus von Klitzing, der der PTB seit seiner Entdeckung des Quanten-Hall-Effektes eng verbunden ist und der die stellvertretende Präsidentschaft im PTBKuratorium innehat. Einen wissenschaftsgeschichtlichen Kurzvortrag über 125 Jahre PTR/PTB hielt Prof. Dr. Ernst O. Göbel (Präsident der PTB von 1995 bis 2011).

Wiedereinweihung des renovierten Observatoriums

Anlässlich des 125-jährigen Jubiläums feierte die PTB auch die Wiedereinweihung ihres ältesten Gebäudes, des Observatoriums, das im Jahr 1891 fertiggestellt worden war. Werner von Siemens initiierte und finanzierte damals die Planung und erste Bauausführungen, noch bevor der Etat zur Gründung der PTR durch den Reichstag bewilligt wurde. Hermann von Helmholtz nahm nachhaltigen Einfluss auf die Ausgestaltung des Gebäudes, sodass dieses als weltweit erstes, spezifisch für ideale Laborbedingungen entworfene Gebäude gelten kann. Die Geschichte des Observatoriums steht mit Aufbruch, Zerstörung, Instandsetzung und denkmalgerechter Renovierung exemplarisch für das Schicksal des verbliebenen historischen Gebäudebestands in Berlin. Am 17. Oktober 2012, also genau 125 Jahre nach Aufnahme der Arbeit der Technischen Abteilung der PTR in Räumen des Hauptgebäudes der heutigen TU Berlin, fand die feierliche Einweihung statt. Ruprecht von Siemens, Urenkel von Werner von Siemens, fuhr die Ehrengäste im Original-Siemens-Oldtimer vor das Portal, wo der traditionelle Durchschnitt des – in diesem Fall – blauen Bandes stattfand. Jetzt erstrahlt das Observatorium im neuen Glanz und wird wieder als markantes Schmuckstück wahrgenommen. Es beherbergt Laboratorien der medizin-metrologischen Fachbereiche: Das 3T-Magnetresonanz-Tomografie- System im ehemaligen Quarzuhrenkeller (hier wurden von Scheibe et al. die ersten Quarzuhren entwickelt) und die experimentelle Infrastruktur zur biomedizinischen Optik bilden die Basis für das Leitmotiv der Abteilung 8: „Von der qualitativen zur quantitativen medizinischen Bildgebung.“