Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampere, Mol, Kelvin und nicht zu vergessen Candela. Das sind die Messgrößen des Internationalen Einheitensystems (SI – Système international d’unités [1]). Fast jede davon ist einem Astronomen schon einmal begegnet, sei es bei der Charakterisierung von Sternen (Größe, Masse, Entfernung, Leuchtkraft), der Erklärung der Ursachen atmosphärischer Leuchterscheinungen bei uns auf der Erde oder auf anderen Planeten (Polarlichter, Strahlungsgürtel) oder auch bei den in vielen Farben leuchtenden interstellaren Gaswolken.
Wenn man das bedenkt, weiß man, warum für uns von kosmos-os die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig [2] als eine der international bedeutendsten Institutionen für Metrologie ein attraktives Ziel einer unserer Exkursionen darstellt. Schon im Februar 2025 hatten wir Kontakt zur PTB aufgenommen und unseren Besuch geplant.
Am 7. Juli 2025 haben sich neun von uns auf den Weg nach Braunschweig gemacht, um der PTB einen Besuch abzustatten. Ab 10:30 Uhr erwartete uns ein interessantes, extra für uns vorbereitetes Programm.
Allein die Größe der Einrichtung war schon beeindruckend. Am Standort Braunschweig arbeiten etwa 1600 Personen, von denen ein Großteil im technisch-wissenschaftlichen Bereich tätig ist. Sehr positiv fiel uns die offene Atmosphäre auf, mit der man uns begegnete. Wir durften alles sehen und auch fotografieren. Alle Fragen wurden bereitwillig beantwortet.
Nach einer allgemeinen Einführung ging es zum Bereich Dosimetrie, wo wir aus erster Hand aktuelle Erklärungen zur Messung ionisierender Strahlung insbesondere im medizinischen Anwendungsbereich bekamen.
Daran schloss sich eine detaillierte Auflistung der natürlichen und künstlichen Strahlenbelastung von uns Menschen durch ionisierende Strahlen an.
Für uns als Astronomen besonders interessant war dann die Nebelkammer, mit der unter Verwendung einer recht einfachen Technik (Diffusionsnebelkammer nach Langsdorf [3]), ionisierende Strahlung sichtbar gemacht wurde. Alpha- und Betateilchen zeigten sich durch deutlich sichtbare „Kondensstreifen“. Wir waren überrascht, unmittelbar sehen zu können, wieviel natürliche Strahlung uns in jeder Sekunde erreicht. Der größte Teil davon ist kosmische Strahlung aus dem Weltraum!
Eine eingesetzte radioaktive Probe eines Alpha-Strahlers zeigte dann ganz klar, wie Teilchen in der Nebelkammer abgestrahlt werden und dass man diese durch eine hauchdünne Schicht aus z.B. Latex (Latexhandschuh) bereits aufhalten kann – eindrucksvoll!
Unsere letzte Station war „Zeit und Frequenz“. Mit großem Aufwand wird hier die Zeiteinheit Sekunde bestimmt und mit anderen Institutionen weltweit verglichen. Dazu kommen Cäsium Atomuhren unterschiedlicher Generationen zum Einsatz.
Heute ist die sog. Fontänen-Atomuhr [4] die genaueste Uhr der PTB und diese liefert nun das Zeitnormal. Die international gültige und korrigierte Zeit (koordinierte Weltzeit UTC [5]) wird dann erst nach Einfügen sog. Schaltsekunden in die dem exakten Sekundentakt folgende Internationale Atomzeit TAI [6] festgelegt, weil letztlich doch die Erdrotation und ihre Bahn um die Sonne die tatsächliche „Uhrzeit“ vorgeben. Die Schaltsekunden werden daher von Geodäten und Astronomen (IERS) [7] ermittelt, womit sich die Brücke zwischen dem genauen Messen der PTB und dem genauen Beobachten der Himmelskörper spannt.
Für uns Astronomen eine schöne Erkenntnis zum Abschluss unseres interessanten und eindrucksvollen Besuchs bei der PTB.
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Quellen und Infos:
[1] SI Einheitensystem: https://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem
[2] PTB: https://www.ptb.de
[3] Nebelkammer: https://de.wikipedia.org/wiki/Nebelkammer
[4] Fontänenuhr: https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt4/fb-44/ag-441/realisierung-der-si-sekunde/die-fontaenen-atomuhr-csf1-der-ptb.html
[5] Koordinierte Weltzeit (UTC): https://de.wikipedia.org/wiki/Koordinierte_Weltzeit
[6] Internationale Atomzeit TAI: https://de.wikipedia.org/wiki/Internationale_Atomzeit
[7] Internationaler Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme IERS: https://de.wikipedia.org/wiki/Internationaler_Dienst_f%C3%BCr_Erdrotation_und_Referenzsysteme
