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PTB-News

PTBnews 1/2021, deutsche Ausgabe

Das wissenschaftliche Nachrichtenblatt berichtet dreimal im Jahr über Neues aus dem vielfältigen Spektrum der PTB – entweder hier im Web oder als kostenlose Print-Ausgabe oder als Newsletter per E-Mail.

Videos zu ausgewählten Beiträgen der PTB-News finden Sie auch auf unserem Opens external link in new windowYouTube-Kanal unter "Opens external link in new windowNachrichten aus den Laboratorien".

PTB-News 1.2021 - Forschungsnachrichten

Multipipette beim Befüllen einer Multiwell-Platte (großes Bild) und Schema der Digitalisierung von Nukleinsäurefragmenten bei der digitalen Tröpfchen-Polymerasekettenreaktion (ddPCR)(kleines Bild). Digitalisierung bedeutet dabei, dass jedem gefundenen Virus-RNA-Fragment der Wert 1 zugewiesen wird.

Erstmals wurde die digitale Tröpfchen-PCR in internationalen Vergleichsmessungen zur Qualitätssicherung von SARS-CoV-2-Tests und dabei insbesondere zur Quantifizierung der RNA-Konzentration erfolgreich eingesetzt.

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Verformung einer Kugelplatte aus Werkzeugstahl mit einer Masse von ca. 30 kg und einer Kantenlänge von 620 mm (blau: geringe Verformung, rot: starke Verformung, Isolinien in schwarz)

Zur Rückführung von Koordinatenmessgeräten werden typischerweise Kugel- und Lochplatten als Normale eingesetzt. Dabei kommt zur vertikalen Aufstellung häufig ein einziger, seitlich am Normal angebrachter Ständer zum Einsatz. In der PTB wurde mittels Simulationsrechnungen mithilfe der Finite-Elemente-Methode festgestellt, dass eine solche Aufstellung den steigenden Anforderungen an die Kalibrierung...

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Stabilisiertes Quadratwirbelgitter. (L: Gitterkonstante periodisch angeordneter Hindernisse, ROI: „Region of Interest“, in der die Wirbelstatistik im Experiment mit der theoretischen Vorhersage verglichen wurde)

In einer Kooperation der PTB mit der TU Berlin gelang es, die experimentell beobachtete Turbulenzbildung in der neuartigen Klasse der aktiven Fluide sowohl theoretisch zu beschreiben als auch solche Bewegungen kontrolliert zu erzeugen.

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Gemessene Übergangsfrequenzen der Strontium-Gitteruhr der PTB von 2010 bis 2019. Die schwarzen Balken und grauen Felder geben die zum Zeitpunkt der jeweiligen Messung durch das CIPM empfohlene Übergangsfrequenz und Unsicherheit für den Sr-Übergang als sekundäre Darstellung der Sekundeneinheit an.

Optische Uhren wie die Strontium- Gitteruhr dienen zur sekundären Darstellung der SI-Einheit Sekunde und werden als Kandidaten für eine Neudefinition der Zeiteinheit erwogen. Für einen nahtlosen Wechsel ist die Kenntnis der Strontium-Übergangsfrequenz im jetzigen, durch Cäsium-Atomuhren gegebenen System notwendig. Der Vergleich der beiden Uhrentypen im Zeitraum von 2017 bis 2019 erlaubte es nun,...

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Vergleich der Energieauflösung verschiedener Detektorsysteme (schematisch für die K-Röntgenstrahlung von <sup>59</sup>Co)(NaI: Szintillationsdetektor; Si(Li): Halbleiterspektrometer)

Mit metallisch-magnetischen Kalorimetern (MMC) können Emissionsspektren von Radionukliden vermessen werden. In der PTB wurde ein MMC-Spektrometer aufgebaut, mit dem sich fundamentale Radionukliddaten mit bisher unerreichter Genauigkeit bestimmen lassen. Diese Daten sind als Eingangsgrößen für einige Methoden zur Aktivitätsbestimmung von grundlegender Bedeutung, sodass die Einheit Becquerel mit...

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Das Infraschall-Wiedergabesystem besteht aus zwei Schallerzeugern (Kopfhörerkapseln in einem luftdichten Metallgehäuse). Über einen Schlauch wird der Schall zu einem gemeinsamen Einsteckhörer geleitet.

Infraschall steht mit der steigenden Zahl von Emissionsorten in unserer Umwelt zunehmend im gesellschaftlichen Interesse. Zusammen mit der Universität Magdeburg hat die PTB untersucht, wie der Mensch Infraschall über das Gehör wahrnimmt und ob die Detektionsschwelle eines Infraschall- Signals davon abhängt, ob es aus einem oder mehreren Tönen besteht. Das erlaubt Rückschlüsse auf die Wahrnehmung...

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Elektronenmikroskopisches Bild der säulenartigen Nanostrukuren auf der Silizium-Oberfläche der Photodiode (Quelle: T. Pasanen/Aalto Univ.)

Photodioden für den ultravioletten (UV-) Spektralbereich werden in einer Vielzahl von Anwendungen wie zum Beispiel der Spektroskopie, Bildgebung, Flammendetektion, Wasseraufbereitung und Biotechnologie eingesetzt. Ihre Empfindlichkeit ist aber bisher durch Verlustprozesse stark limitiert. Mit einer neuartigen Photodiode konnte die Quantenausbeute von rund 80 % auf über 130 % gesteigert werden.

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PTB-News 1.2021 - Technologietransfer

Mikrobauteil aus einem Siliziumwaferverbund

Die PTB hat ein neues Verfahren für die dimensionelle Messtechnik entwickelt, das zur Herstellung von Normalen mit tiefen Gräben und scharfen Kanten geeignet ist. Durch Nutzung eines anisotropen Ätzprozesses wird unter einem Siliziumwafer mit einer <110>-Kristallorientierung als Ätz-Stopp-Schicht ein <111>-Wafer als zweite Siliziumschicht appliziert. Durch einen lithografischen Prozess können aus...

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Fresnel-Reflektor mit 25,4 mm Durchmesser in einer Edelstahlhalterung

Das Ziel der magneto-optischen Falle (MOT) ist das zuverlässige Einfangen und Kühlen von Atomen mit Laserlicht. In dem neuen PTB-Design wird eine nahezu planare Struktur mit einer achromatischen Funktionsweise kombiniert. Durch eine periodische Rückfaltung der Spiegel auf eine Ebene, analog zu dem Prinzip der Fresnel-Linse, wird eine Beobachtung des Fallenvolumens von allen Seiten ermöglicht. Die...

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Laboraufbau des Messgeräts zum Wechsel-Gleich-Transfer

Der Transfer von Wechsel- auf Gleichspannung erfolgt bisher mit thermischen Konvertern und ist bei höheren Spannungen mit beträchtlichen Verlustleistungen behaftet. Das neue Konzept der PTB beruht auf einem Messgerät, das diesen Wechsel-Gleich-Transfer elektrooptisch über den Pockels-Effekt realisiert. Hierbei wird die Drehung der Polarisationsebene eines Laserstrahls beim Durchgang durch einen...

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PTB-News 1.2021 - Verschiedenes

Auszeichnungen

Joachim Ullrich

Der PTB-Präsident hat die höchste Auszeichnung der DPG für experimentelle Physik, die Stern-Gerlach- Medaille, erhalten. Zudem wird Ulrich nach seinem Ausscheiden aus der PTB ab April 2022 der DPG als Präsident vorstehen.

Michael Rinker

Der Mitarbeiter des Fachbereichs 1.5 Flüssigkeiten hat einen „OIML Letter of Appreciation“ erhalten, der seine herausragende Arbeit im OIMLTC...

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Das Projekt „Die rundesten Kugeln der Welt – der deutsche Mittelstand und die PTB Hand in Hand“ wurde mit dem bundesweiten Seifriz-Preis des Vereins Technologietransfer Handwerk e. V. in Baden-Württemberg ausgezeichnet. Die PTB hat zusammen mit den Firmen Häfner Gewichte GmbH (Oberrot) und J. Hauser GmbH & Co. KG (Solms) einen Weg gefunden, um für den globalen Markt in industriellem Maßstab...

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Das Land Niedersachen will gemeinsam mit niedersächsischen Universitäten und Forschungseinrichtungen bis 2025 einen Quantencomputer in Deutschland entwickeln. Dazu wurde das Bündnis „Quantum Valley Lower Saxony“ gegründet, an dem die PTB beteiligt ist. (Ansprechpartner: Piet Schmidt, 0531-592 4700, Opens local program for sending emailpiet.schmidt(at)ptb.de)

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Im vom BMWi mit 12 Mio Euro geförderten Projekt GEMIMEG-II wollen die PTB und 12 Partner drei Jahre lang Standards erarbeiten, um in den Prozessen der Qualitätsinfrastruktur eine verlässliche Kommunikation digitaler Daten, Informationen und Zertifikate sicherzustellen. (Ansprechpartner: Siegfried Hackel, 0531-592 1017, Opens local program for sending emailsiegfried.hackel(at)ptb.de)

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Die PTB hat ihre seit 1998 bestehende enge Zusammenarbeit mit ZEISS bis 2024 verlängert. An ihrem Standort Berlin-Adlerhof wird sie somit ihre Messmöglichkeiten weiter ausbauen: Neben dem Wellenlängenbereich um 13,5 nm (EUV) entstehen mikroskopische Analysemethoden mit kurzer Wellenlänge für die Halbleitertechnik und zukünftig auch für weitere Technologiefelder wie die Medizintechnik...

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Die Synchronisation der Uhren vernetzter Computer und digitaler Geräte ist grundlegende Voraussetzung für viele verteilte Anwendungen. Für das dabei häufig verwendete „Network Time Protocol“ (NTP), mit dem auch die PTB „ihre“ Zeit UTC(PTB) weitergibt, hat das Standardisierungsgremium IETF unter Beteiligung der PTB einen Standard entwickelt, mit dem die Identität des Zeitservers sowie die...

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TerraQ

In dem neuen Sonderforschungsbereich „TerraQ – Relativistische und quanten-basierte Geodäsie“, der von der DFG zunächst bis 2024 mit rund 9,6 Mio Euro gefördert wird, werden rund 60 Wissenschaftler/ innen aus der Geodäsie und der Physik grundlegend neue Messtechniken, Sensoren und Analysemethoden für Messungen im Weltraum und auf der Erde entwickeln. Zu dem Forschungskonsortium unter Leitung der...

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