Projektdaten

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Photonenimpuls ermöglicht reproduzierbare und SI-rückführbare Messungen von Kleinkraft, -masse und Laserleistung

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Das Projekt hat das Ziel die notwendige Forschung am Photonenimpuls-Setup mit reproduzierbaren und Sl-rückführbaren Rahmen von quantenelektrischen Messungen über die Planck-Konstante realisieren. Als Basis für das Projekt ist der bisher nicht publizierte Ansatz und Aufbau, das Kibble-Balance (d.h. Planck-Balance) und den Photonenimpuls zu verknüpfen und damit einen wichtigen, unerlässlichen Schritt in der Weiterentwicklung des SI-Einheiten-Systems zu ermöglichen. Wir verwenden eine spezielle Konfiguration des mehrfach reflektierten Laserstrahls von ultrahochreflektierenden Spiegeln, um einen Kraftverstärkungseffekt zu erreichen. Das System bietet die Möglichkeit, fundamentale messtechnische Untersuchungen durchzuführen und die State-of-the-Art Messprinzipien auf ein höheres Niveau zu setzen. Besonderes Interesse gilt dem Grenzbereich zwischen Quantenmechanik und klassischer Mechanik, in dem nur durch die Nutzung makroskopischer quantenelektrischer Phänomene wie Josephson-Effekt und Quanten-Hall-Effekt kleinstmögliche reproduzierbare und Sl-rückführbare Messgrößen mit akzeptablen relativen Messunsicherheiten erreichbar sind. Optische Leistungs- und Kraftwerte liegen bei einigen ?W bis 1 Wund 10 ?N (mg) bis 10 pN (ng). Somit adressiert das Projekt die noch nicht praktisch realisierten Grenzen der Messung kleiner Kräfte (10 ?N - 10 nN), der Masse (1 mg - 1 ?g) und der optischen Leistung (mW - 100 W) unter Verwendung einer grundlegend neuen State-of-the-Art Messprinzipien in reproduzierbarer und Sl-rückführbarer Art. Aus diesem Grund konzentriert sich die Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Rahmen dieses Antrags auf eine vollständige Beurteilung des Messunsicherheitsbudgets. Insbesondere zur Bestimmung der relativen Messunsicherheit von Kräften, die durch Photonenimpulse erzeugt werden, unter 100 nN und zur Bestimmung der geschätzten Meßunsicherheit für 10 ?N <0,001 (<0, 1 %), 1 ?N - 1 %.