El Physikalisch-Technische Bundesanstalt ( PTB ) es el instituto nacional de metrología de la República Federal de Alemania , con tareas de servicio científico y técnico. Es una autoridad federal superior y una institución de derecho público directamente bajo el control del gobierno federal, sin capacidad jurídica, bajo los auspicios del Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Acción Climática .
Junto con el NIST de EE. UU. y el NPL de Gran Bretaña, el PTB se encuentra entre los institutos de metrología líderes del mundo. Como Instituto Nacional de Metrología de Alemania, el PTB es la máxima y única autoridad en Alemania en materia de mediciones correctas y fiables. Ley de unidades y tiempo Bundesgesetzblatt (Boletín Oficial Federal), tomo 2008, parte I, núm. 28, pág. 1185 ss., 11 de julio de 2008] asigna al PTB todas las tareas relacionadas con la realización y difusión de las unidades. En esta Ley se han combinado todos los aspectos legalmente relevantes relacionados con las unidades, así como las responsabilidades del PTB. Anteriormente, todas las cuestiones relativas a las unidades y al papel del PTB se distribuían en tres leyes: la Ley de Unidades, la Ley del Tiempo y la Ley de Verificación.
El PTB consta de nueve divisiones técnico-científicas (dos de ellas en Berlín), que se subdividen en aprox. 60 departamentos. Estos también se subdividen en más de 200 grupos de trabajo. Las tareas del PTB son las siguientes: la determinación de constantes fundamentales y naturales; la realización, mantenimiento y difusión de las unidades jurídicas del SI; y tecnología de seguridad. Este espectro de tareas se complementa con servicios como el Servicio Alemán de Calibración ( Deutscher Kalibrierdienst , DKD) y con metrología para el área regulada por la ley, metrología para la industria y metrología para la transferencia de tecnología. Como base de sus tareas, el PTB lleva a cabo investigaciones y desarrollos fundamentales en el campo de la metrología en estrecha colaboración con universidades, otras instituciones de investigación y la industria. PTB emplea aproximadamente a 1.900 personas. Tiene un presupuesto total de aprox. 183 millones de euros a su disposición; en 2012, aprox. Además, se solicitaron 15 millones de euros como fondos de terceros para proyectos de investigación. [3]
La Ley de unidades y tiempo confía especialmente al PTB la difusión del tiempo legal en Alemania. Para disponer de una base temporal, el PTB utiliza varios relojes atómicos (actualmente dos relojes de cesio y, desde 1999 y 2009, respectivamente, dos relojes de fuente de cesio [4] ). Por orden de PTB, la sincronización de los relojes vía radio se realiza a través del transmisor de señal horaria DCF77 operado por Media Broadcast. Los ordenadores conectados a Internet pueden obtener la hora también a través de los tres servidores horarios NTP públicos gestionados por PTB. [5]
En Berlín-Adlershof , PTB opera el anillo de almacenamiento de electrones MLS (Metrology Light Source) para calibraciones en el campo desde el infrarrojo (THz) hasta el ultravioleta extremo (EUV).
El departamento Q.5 "Cooperación técnica" realiza proyectos de la cooperación al desarrollo alemana e internacional en el ámbito de la infraestructura de calidad. Estas actividades promueven la competitividad, así como la protección del medio ambiente y la protección del consumidor en los países en desarrollo y en los países en transición. [6] Una de las tareas del departamento "Tecnología de la información metrológica" del PTB – según el Reglamento alemán sobre juegos de azar (§ 11 y siguientes SpielV) – es conceder homologaciones para máquinas tragamonedas que ofrecen la posibilidad de ganar. Además, según el Reglamento federal sobre máquinas de votación, el PTB es responsable de la homologación de las máquinas de votación. [7] Sin embargo, esto es discutible, ya que, en sentencia de 3 de marzo de 2009, [8] el Tribunal Constitucional Federal declaró inadmisible el uso de tales máquinas de votación.
Las armas que pueden portar con el Certificado de Armas de Fuego Menores, es decir, armas para disparar balas de fogueo o irritantes y armas utilizadas como dispositivos de señalización, requieren una marca de prueba PTB para su aprobación. En ocasiones, estas armas también se denominan conjuntamente "armas PTB" y llevan la marca de prueba F de PTA o PTB (ver también: Ley sobre pruebas de prueba de armas y municiones).
La sede principal del PTB se encuentra en Braunschweig (Lehndorf-Watenbüttel). Otros sitios se encuentran en Berlín-Charlottenburg y Berlín-Adlershof . En Braunschweig se encuentran las divisiones 1 a 6 y la división Q. En Berlín-Charlottenburg se encuentran las divisiones 7 y 8, y en Berlín-Adlershof se encuentran los dos anillos de almacenamiento de electrones BESSY II y la Metrology Light Source (MLS); este último está ubicado en el Laboratorio Willy Wien.
El PTB está dirigido por la junta presidencial en Braunschweig, que está compuesta por el presidente, el vicepresidente y otro miembro. Otro comité ejecutivo es la Conferencia de Directores, de la que forman parte la Junta Presidencial y los Jefes de División. El PTB está asesorado por el Kuratorium (el consejo asesor del PTB), que está compuesto por representantes de la ciencia, la economía y la política.
PTB se compone de las siguientes nueve divisiones: [9] [10]
Dos factores esenciales que llevaron a la fundación del Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Instituto Imperial de Física y Técnica - PTR) fueron la determinación de medidas uniformes y válidas a nivel internacional en la Convención del Metro de 1875 y el dinámico desarrollo industrial en Alemania en el siglo XIX. Ya en la guerra franco-alemana (1870/71) se hizo evidente en Alemania el estancamiento de la mecánica científica y de la ciencia de los instrumentos. La producción industrial requería una metrología cada vez más precisa. Un impacto considerable en la iniciativa de fundar un instituto estatal de metrología para promover los intereses nacionales de la economía, el comercio y el ejército lo tuvo, en particular, la emergente industria eléctrica bajo la dirección del inventor y El industrial Werner von Siemens . A diferencia de las unidades de longitud y peso, en aquella época no existían métodos ni normas reconocidas en el campo de la metrología eléctrica. La falta de métodos de medición fiables y verificables para la realización de unidades de medida eléctricas (y otras) era un problema científico y económico acuciante.
En 1872, algunos científicos naturales prusianos unieron fuerzas y exigieron la creación de un instituto estatal para resolver este problema. La razón de esto fue que tal tarea era científicamente demasiado ambiciosa para los laboratorios industriales y, además, no era rentable para ellos, y los institutos de formación clásicos tampoco eran adecuados para ello. Entre los partidarios del "Memorando Schellbach" (que lleva el nombre de su autor Karl Heinrich Schellbach) se encontraban, entre otros, Hermann von Helmholtz y el matemático y físico Wilhelm Foerster . [11] Prusia, sin embargo, inicialmente rechazó sus demandas.
Sólo algunos años más tarde, Werner von Siemens y Hermann von Helmholtz, los "padres fundadores" del PTR, pudieron hacer realidad su visión: la creación de un instituto de investigación que debía vincular de forma óptima los intereses científicos, técnicos e industriales. Hacerse realidad. Finalmente, el 28 de marzo de 1887, la Dieta Imperial aprobó el primer presupuesto anual del PTR: la fundación de la primera importante institución de investigación externa a la universidad, financiada por el estado en Alemania, que combinaba investigación fundamental gratuita con servicios para la industria. Werner von Siemens cedió terrenos privados en Berlín-Charlottenburg al Reichsanstalt. Hermann von Helmholtz se convirtió en su primer presidente. En aquella época trabajaban en el PTR 65 personas, entre ellas más de una docena de físicos, que disponían de un presupuesto de 263.000 marcos reales. [12] En sus primeras décadas, el PTR logró atraer como empleados a importantes científicos y miembros del Kuratorium, entre ellos Wilhelm Wien , Friedrich Kohlrausch , Walther Nernst , Emil Warburg , Walther Bothe , Albert Einstein y Max Planck .
El primer logro científico destacado del PTR también estuvo estrechamente relacionado con Max Planck. Para decidir si la electricidad o el gas sería más económico para el alumbrado público de Berlín, el PTR tuvo que desarrollar un estándar más preciso para la intensidad luminosa. Con este fin, Otto Lummer y Wilhelm Wien desarrollaron en 1895 el primer radiador hueco para la generación práctica de radiación térmica. Sus mediciones del espectro de la radiación del cuerpo negro fueron tan precisas que contradecían la ley de radiación de Wien en el caso de la radiación de onda larga. Esto hizo tambalear una de las piedras angulares de la física clásica de aquella época. Las mediciones provocaron un impulso decisivo por parte de Max Planck de dividir la radiación térmica en porciones separadas, en un "acto de desesperación", como declaró más tarde. Este fue el nacimiento de la física cuántica.
En 1914, el presidente de la PTR, Emil Warburg, disolvió la subdivisión en una división física y otra técnica y reestructuró la PTR en divisiones de óptica, electricidad y calor, con subdivisiones de naturaleza puramente científica y técnica. Bajo el sucesor de Warburg, Walther Nernst , el Reichsanstalt für Maß und Gewicht (Instituto Imperial de Pesas y Medidas – RMG) se integró además en el PTR. Una nueva división asumió del RMG amplias tareas relacionadas con el sistema de verificación, así como las mediciones de longitud, peso y volumen asociadas con el sistema de verificación. Por lo tanto, el perfil de tareas era similar al actual del PTB: a través de su propia investigación y desarrollo, y a través de servicios basados en ellos, el PTR debía garantizar la uniformidad de la metrología y su desarrollo continuo. En cuanto a contenidos, el PTB se dedicaba en aquel momento a la llamada Nueva Física . Esto incluyó, entre otras cosas, la investigación sobre los rayos X recientemente descubiertos, nuevos modelos atómicos, la teoría especial de la relatividad de Einstein, la física cuántica (basada en el trabajo ya mencionado sobre el radiador del cuerpo negro) y la investigación de las propiedades del el electrón. En este trabajo de investigación participaron científicos como Hans Geiger, quien creó el primer laboratorio de radiactividad de PTR. Walther Meißner logró licuar el helio , lo que le llevó al descubrimiento de la superconductividad de una serie de metales. En este sentido, algunos años más tarde descubrió, junto con su colega Robert Ochsenfeld , que los superconductores tienen la propiedad de desplazar desde su interior un campo magnético aplicado desde el exterior: el efecto Meißner-Ochsenfeld. [13]
Con el nombramiento de Johannes Stark como presidente el 1 de mayo de 1933, la ideología del nacionalsocialismo llegó al PTR. Este convencido defensor de la física alemana puso fin a diversos proyectos de investigación sobre cuestiones de la física moderna que calificaba de "judías", entre ellos, en particular, trabajos sobre física cuántica y sobre la teoría de la relatividad . Stark también intentó imponer el " principio del Führer " (Führerprinzip) en el PTR: en 1935 disolvió el Kuratorium y asumió él mismo sus competencias. Los empleados judíos y los críticos del NSDAP (como Max von Laue ) fueron despedidos. Después de la Segunda Guerra Mundial , Von Laue participó en la refundación del PTB. Albert Einstein , que había sido expulsado del Kuratorium ya antes de su disolución, rompió sus vínculos con el PTR/PTB.
Bajo Stark y, después de 1939, bajo su sucesor Abraham Esau , el PTR se dedicó fuertemente a la investigación armamentística. Un laboratorio de acústica recién fundado no sólo debía investigar campos de aplicación generales, sino también militares. Esto incluyó, entre otras cosas, la detección acústica de artillería, la utilización militar de ultrasonidos y el desarrollo de procedimientos de decodificación. Además, los investigadores del PTR desarrollaron minas acústicas y un sistema de dirección para torpedos que se orientaba en el campo sonoro de los barcos en movimiento. [14] Debido a sus clásicas tareas metrológicas, el PTR también estaba estrechamente relacionado con la industria armamentista del Tercer Reich. Dado que las medidas exactas son un requisito básico para la fabricación de equipos militares, el PTR adquirió un papel clave en la producción de armamento y la defensa. [15] Es controvertido hasta qué punto el PTR también participó en el proyecto de armas nucleares alemán. Sin embargo, se sabe que, antes de ser presidente del PTR, Abraham Esaú dirigió, hasta 1939, un grupo de investigadores que se ocupaban de la fisión nuclear. Posteriormente se hizo cargo del área especializada "fisión nuclear" en el Consejo de Investigación del Reich, que supervisó, desde la primavera de 1942, el proyecto alemán de uranio. Poco después, Hermann Göring subordinó el grupo de trabajo del ex físico del PTR, Kurt Diebner, a la División V de física atómica del PTR. Esaú recibió el título de "Representante Autorizado del Reichsmarschall para la Física Nuclear", cargo que, sin embargo, cedió a Walther Gerlach ya a finales de 1943. [16]
Para escapar de los bombardeos de los aliados , el PTR fue trasladado en 1943, por iniciativa del presidente y consejero privado de Turingia, Abraham Esau [17] a diferentes lugares de Alemania (por ejemplo a Weida y Ronneburg en Turingia y a Bad Warmbrunn). en Baja Silesia). Durante los ataques a Berlín, los edificios del PTR sufrieron graves daños. En 1945, el Reichsanstalt quedó prácticamente destruido y los pocos departamentos que aún existían se dispersaron por todo el país.
Aproximadamente a partir de 1947, además del PTR se desarrollaron institutos sucesores en Berlín-Charlottenburg, es decir, uno en Berlín Oriental (para la zona de ocupación soviética) y otro en la Bizona (y más tarde en la Trizona) . Con el apoyo bien intencionado del gobierno militar británico, se establecieron partes del antiguo Reichsanstalt en Braunschweig. La idea de esta refundación la había desarrollado el ex asesor de física teórica del PTR, Max von Laue, ya durante su internamiento en Farm Hall . En 1947 logró convencer a las autoridades británicas para que pusieran a disposición del sucesor del PTR el antiguo Luftfahrtforschungsanstalt (Instituto de Investigación Aeronáutica) en Völkenrode , cerca de Braunschweig . En 1948, Wilhelm Kösters, que había sido durante muchos años director de la División 1 en Berlín, se convirtió en su primer presidente. Muchos ex empleados de PTR de Berlín , Weida y Heidelberg lo siguieron a Braunschweig. El nuevo instituto se llamó ꞋꞋPhysikalisch-Technische AnstaltꞋꞋ (PTA) y, desde el 1 de abril de 1950, ꞋꞋPhysikalisch-Technische BundesanstaltꞋꞋ. En 1953, el PTR de Berlín Occidental se integró en este instituto como ꞋꞋInstituto de BerlínꞋꞋ respetando el estatus de cuatro potencias de Berlín.
En la República Democrática Alemana (RDA), el Deutsches Amt für Maß und Gewicht (DAMG) se había establecido con su sede principal en Berlín. Después de varios cambios de nombre, este instituto fue designado Amt für Standardisierung, Meßwesen und Warenprüfung (Oficina de Normalización, Metrología y Control de Calidad – ASMW) durante los últimos años de la RDA; El nombre ya indica que esta oficina de la RDA tenía tareas más amplias que las del PTB en la República Federal de Alemania (RFA), concretamente tareas adicionales en el ámbito de la normalización y el control de calidad y en el ámbito de actividad del Bundesanstalt für Materialforschung und - prüfung (BAM).
El joven PTB creció rápidamente en los años posteriores a su fundación, tanto en términos de personal como de recursos financieros. No sólo se amplió su perfil metrológico científico, sino también su gama de servicios prestados a la industria, en particular en forma de calibraciones de instrumentos de medida. Esto llevó a la fundación en los años 1970 del Deutscher Kalibrierdienst (Servicio Alemán de Calibración), que delegó tareas de servicio en laboratorios privados acreditados y permitió al PTB concentrarse en tareas de medición más exigentes.
De 1967 a 1995, el PTB operó el reactor experimental y de investigación de Braunschweig. Este reactor sirvió sobre todo como fuente de neutrones para la investigación fundamental , no para la investigación de la energía nuclear. El PTB se ocupó de este tema controvertido entre 1977 y 1989, sobre todo porque le había sido asignada la tarea de "gestión y eliminación a largo plazo de residuos radiactivos" [18] . Posteriormente, este campo de trabajo pasó a la ″Bundesamt für Strahlenschutz″ ( Oficina Federal de Protección Radiológica ) tras su nueva creación. Actualmente, la División 6 del PTB se ocupa de las radiaciones ionizantes en general. Esto también incluye una estación de investigación de trazas de radionucleidos de alta sensibilidad, que desde hace más de 50 años mide sustancias radiactivas en el aire a nivel del suelo. [19]
El "Wende" ("cambio político") en Alemania en 1990 también condujo a una "reunificación en metrología". El PTB se hizo cargo de parte de la ASMW (Oficina de Normalización, Metrología y Control de Calidad de la antigua República Democrática Alemana), entre ellos 400 empleados, y la sede de Berlín-Friedrichshagen como oficina local adicional (entretanto, ésta ha sido abandonada nuevamente). Otras partes de la ASMW se integraron en el BAM . A pesar de una fase de reducciones de personal (después de la fuerte expansión que siguió a la reunificación), el PTB se encuentra hoy entre los institutos nacionales de metrología más grandes del mundo. Como tal, se encarga de la realización y difusión de las unidades físicas y promueve la uniformidad mundial de la metrología.
A la revista maßstäbe del PTB , que se publica aproximadamente una vez al año, se puede suscribir gratuitamente o descargarla desde las páginas de Internet del PTB. [21] Contiene artículos sobre las cantidades de la física. Estos artículos pretenden ser comprensibles e informativos en general para el público en general.
Además, el PTB publica tres veces al año el boletín de información científica PTB-news. En cuatro páginas contiene novedades de los campos de trabajo "Fundamentos de Metrología", "Metrología Aplicada a la Industria", "Medicina y Protección del Medio Ambiente", "Metrología para la Sociedad" y "Asuntos Internacionales". Las noticias del PTB se publican en alemán y en inglés.
PTB-Mitteilungen es la revista especializada en metrología y el boletín informativo oficial del PTB. Se publica cuatro veces al año y contiene artículos científicos originales, así como artículos generales sobre temas metrológicos de los campos de actividad del PTB. Cada volumen se centra en un tema principal. Como boletín de información oficial, la revista tiene una larga tradición que se remonta a los inicios del Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Instituto Imperial de Física Técnica - PTR, fundado en 1887). Hasta 2014, "PTB-Mitteilungen" era también el boletín oficial en el que se publicaban en una sección propia [denominada "Amtliche Bekanntmachungen" ("Amtliche Bekanntmachungen" ("Oficial Notas")]. Con la nueva Ley de Medidas y Verificación que está en vigor desde el 1 de enero de 2015 y con la nueva Ordenanza de Medidas y Verificación, ya no existe una base legal para estos avisos. Por lo tanto, a partir de 2015, "PTB-Mitteilungen" es una revista puramente especializada en metrología y ya no publica ninguna "Nota Oficial". [22]
Presidentes del PTB y del Physikalisch-Technische Reichsanstalt Berlin-Charlottenburg: [23]
Los empleados de PTR y PTB fueron, entre otros: Udo Adelsberger, Walther Bothe , Kurt Diebner , Gerhard Wilhelm Becker, Ernst Engelhard, Abraham Esau , Ernst Gehrcke , Hans Geiger , Werner Gitt , Eugen Goldstein , Ernst Carl Adolph Gumlich, Hermann von Helmholtz , Fritz Hennin, Friedrich Georg Houtermans , Max Jakob , Hellmut Keiter, Dieter Kind, Hans Otto Kneser, Friedrich Wilhelm Kohlrausch, Wilhelm Kösters, Bernhard Anton Ernst Kramer, Johannes Kramer, August Kundt , Max von Laue , Carl von Linde , Leopold Loewenherz, Otto Lummer , Walter Meidinger, Walther Meißner , Franz Mylius, Walther Hermann Nernst , Robert Ochsenfeld , Friedrich Paschen , Matthias Scheffler, Adolf Scheibe, Harald Schering , Reinhard Scherm, Johannes Stark , Ulrich Stille, Ida Tacke , Gotthold Richard Vieweg, Richard Wachsmuth, Emil Warburg , Wilhelm Viena .
52°17′43″N 10°27′49″E / 52.29528°N 10.46361°E / 52.29528; 10.46361
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