125 Jahre Physikalische-Technische Bundesanstalt

Die Meister des Messens feiern Jubiläum

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Foto: Das Zählen der Atome in einer Siliziumkugel soll das Kilogramm auf eine Naturkonstante zurückführen.

Braunschweig - Egal ob Gewicht, Länge oder Stromstärke – die Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig definiert seit 125 Jahren die Maßeinheiten in Deutschland.

Ein Pfund oder eine Minute sind den Wissenschaftlern der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig eigentlich weitgehend egal. Denn diese alltäglichen Maßeinheiten sind den Metrologen, wie ihr Beruf ganz offiziell heißt, viel zu ungenau. „Internationaler Handel und internationale Zusammenarbeit können nur funktionieren, wenn alle dieselben Maßeinheiten benutzen“, sagt PTB-Sprecher Jens Simon. Das dachte vor 125 Jahren auch der später geadelte Erfinder und Industrielle Werner Siemens und initiierte daraufhin die Großforschungsanstalt.

Am 28. März 1887 beschloss der Reichstag den ersten Etat für die Physikalisch-Technische Reichsanstalt, die später zur PTB wurde. Um Deutschland und damit auch sein Unternehmen voranzubringen, hatte Siemens zuvor dem Staat ein Grundstück in Berlin überlassen. Seitdem sind die PTB-Wissenschaftler grundsätzlich mit dabei, wenn es um Längen, Massen, die Zeit, Temperaturen, Licht- und Stromstärke oder auch die Menge eines Stoffes geht. „Das sind die sieben Basiseinheiten, mit denen sich prinzipiell alles messen lässt“, erläutert Simon.

Früher genügten den Menschen noch Einheiten wie Elle und Fuß, die oft von der zufälligen Größe des jeweiligen Herrschers abgeleitet waren. 1799 wurde dann in Paris erstmals mit einem Stab aus Platin festgelegt, wie lang ein Meter sein sollte. 1875 wurde die Meterkonvention verabschiedet. Und jedes Land, das dem Abkommen beitrat, erhielt eine exakte Kopie des Pariser Meters. „Diese Maßstäbe haben heute aber nur noch musealen Wert“, sagt PTB-Ingenieur Bernd Przebierala.

Denn beim Messen sind die PTB-Wissenschaftler unglaublich genau: Ein Meter hat für sie nicht nur 100 Zentimeter, sondern ist genau die Strecke, die Licht im Vakuum während der Dauer von einer Sekunde geteilt durch 299 792 458 durchläuft. Für Laien ist das nicht vorstellbar, und dennoch spielen solche hypergenauen Messwerte im Alltag eine wichtige Rolle. Beispiele dafür kennt jeder von uns. Sei es die Datenübertragung beim Fernsehen, die Ermittlung medizinischer Diagnosewerte, die Waage im Supermarkt, die Zapfsäule oder Industrieroboter, die winzige Teile für ein Auto herstellen – ohne exakte, einheitliche Messwerte läuft nichts.

Einen deutlichen Bruch in ihrer Arbeit erlebte die PTB während der Herrschaft der Nationalsozialisten. Nach der Machtergreifung im Jahr 1933 verlor die damalige Reichsanstalt immer mehr an Bedeutung und wurde am Ende des Zweiten Weltkriegs faktisch zerschlagen. Einige Mitarbeiter und Wissenschaftler wie Max von Laue erreichten jedoch gemeinsam mit der britischen Militärregierung, dass die Einrichtung 1949 als Physikalisch-Technische Anstalt des Vereinten Wirtschaftsgebiets ihre Arbeit in Braunschweig wieder aufnehmen konnte.

Ein Jahr später wurde die Institution in Physikalisch-Technische Bundesanstalt umbenannt. Auch in Berlin wurde ein Teil der alten Reichsanstalt wieder in Betrieb genommen. Beide Teile der PTB konnten jedoch erst zehn Jahre nach der Wiedervereinigung im Jahr 1989 wieder zusammengeführt werden.

Um immer genauer messen zu können, entwickeln die Braunschweiger Forscher seit vielen Jahrzehnten neue Methoden und Geräte. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts gelang der PTB ein Durchbruch: die präzise Messung der Wärmestrahlung sogenannter schwarzer Körper, die sämtliches Licht absorbieren. Die Ergebnisse zeigten Widersprüche im klassischen Weltbild der Physik auf, die erst Max Planck mit seiner Quantentheorie wieder auflösen konnte. Nur wenn man annahm, dass die Wärme in kleinen Paketen (Quanten) abgegeben wurde, waren die Messwerte nachvollziehbar.

Ein weiterer Meilenstein war 1969 die Entwicklung einer der weltweit ersten Atomuhren. Mit rund 1500 Mitarbeitern in Braunschweig und 500 in Berlin sowie einem Jahresetat von 140 Millionen Euro ist die PTB weltweit die zweitgrößte Einrichtung ihrer Art. „Nur die USA haben ein größeres Metrologieinstitut“, sagt Simon. Am Mittwoch sind Vertreter aus mehr als 100 Ländern nach Braunschweig gekommen, um den 125. Geburtstag der PTB zu feiern – mit einem Symposium zur Metrologie von heute und morgen.

Anita Pöhlig/Nicola Zellmer/dpa

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