Anmerkung der Redaktion: Akademiemitglied Zhang Zhonghua vom Nationalen Institut für Metrologie in China ist verantwortlich für die Etablierung nationaler Widerstandsstandards mithilfe des quantisierten Hall-Effekts. Seine Forschungsgruppe entwickelte einen Tieftemperatur-Stromkomparator mit einer Unsicherheit in der Größenordnung von 10⁻¹⁰, der weltweit führend ist und in der globalen Elektrotechnik einen hervorragenden Ruf genießt. Auf der Jahrestagung 2005 der Chinesischen Gesellschaft für Instrumentierung und Steuerung hielt Akademiemitglied Zhang Zhonghua einen brillanten Vortrag zum Thema „Messtechnik und Prüftechnik im 21. Jahrhundert“, der vom Publikum begeistert aufgenommen wurde. Im Anschluss an die Konferenz wurde er von einem Reporter dieser Zeitschrift zu diesem Thema interviewt. Reporter: Die Entwicklung der Messtechnik und Prüftechnik hat einen langen Prozess durchlaufen. Könnten Sie uns den Entwicklungsprozess der Messtechnik erläutern? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Die an die gesellschaftliche Entwicklung angepasste Messtechnik hat folgende Phasen durchlaufen: Erste Phase: Agrargesellschaft, einheitliches Maß- und Gewichtssystem; Die Metrologie war in der Agrargesellschaft auf die Bedürfnisse des Handels mit Agrarprodukten und Gütern des täglichen Bedarfs ausgerichtet, mit Messgenauigkeiten im Bereich von einem Prozent bis zu einem Tausendstel (in der Größenordnung von 10⁻² bis 10⁻³). Die zweite Phase: die Industriegesellschaft. Die Anforderungen an die Austauschbarkeit in der industriellen Produktion stellten höhere Anforderungen an die Präzision der Arbeitsprozesse; auch wissenschaftliche und technologische Arbeiten erforderten Präzisionsinstrumente mit Messgenauigkeiten im Bereich von einem Zehntausendstel bis zu einem Hundertmilliardstel (in der Größenordnung von 10⁻⁴ bis 10⁻³). Um den Anforderungen der industriellen Großproduktion gerecht zu werden, war eine präzise Messung während des Produktionsprozesses erforderlich, und die automatisierte Produktion erforderte Online- und Schnellmessgeräte. Das 21. Jahrhundert hat neue Herausforderungen mit sich gebracht, beispielsweise in der Biomedizin, im Umweltschutz und in der Landesverteidigung, die allesamt noch präzisere Messgeräte erfordern. Reporter: Die Werte der Basiseinheiten müssen für die praktische Anwendung reproduziert und erhalten werden; diese Aufgaben werden durch metrologische Normen erfüllt. Bitte erläutern Sie die Unterschiede zwischen physikalischen und quantenmetrischen Metrologiestandards. Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Bis zur ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden die Werte von Basiseinheiten durch physikalische Metrologiestandards reproduziert und bewahrt. Physikalische Standards basieren im Allgemeinen auf besonders stabilen physikalischen Objekten und den Prinzipien der klassischen Physik. Beispielsweise ist die Masse eines zylindrischen Kilogramm-Prototypgewichts aus Platin-Iridium-Legierung, das im Internationalen Büro für Maß und Gewicht (BIPM) in Paris aufbewahrt wird, als Kilogramm definiert; der Meter als Längeneinheit gemäß dem Abstand zwischen den Linien eines X-förmigen Messlineals aus Platin-Iridium-Legierung; das Volt als Spannungseinheit gemäß dem Mittelwert der Klemmenspannungen einer Reihe gesättigter Weston-Normzellen; und die Widerstandseinheit gemäß dem Mittelwert des Widerstands einer Reihe von Standardwiderstandsspulen usw. Beispiele hierfür sind Meter- und Kilogramm-Prototypen. Physikalische Standards weisen folgende Einschränkungen auf: (1) Der höchste metrologische Standard ist ein bestimmtes physikalisches Objekt, was inhärente Nachteile mit sich bringt. Obwohl diese physikalischen Normale mit den besten Materialien und Verfahren hergestellt wurden, die der Industrie Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts zur Verfügung standen, und die damaligen Anforderungen an Genauigkeit und Stabilität metrologischer Standards erfüllten, unterliegen sie nach ihrer Herstellung unkontrollierbaren physikalischen und chemischen Prozessen, die ihre Eigenschaften und damit auch die gespeicherten Werte verändern. Am Beispiel des oben erwähnten Kilogrammgewichts aus Platin-Iridium-Legierung lässt sich dies verdeutlichen: Gase, die sich langsam an seiner Oberfläche und in seinem Inneren adsorbieren, Staubablagerungen und selbst Abnutzungserscheinungen und Kratzer verändern seine Masse über viele Jahre hinweg. Zudem ist es schwierig, die genaue Menge dieser kumulativen Veränderungen über die Jahre präzise zu bestimmen. (2) Weltweit gibt es nur ein oder mehrere dieser physikalischen Messnormale höchster Genauigkeit. Wird eines durch Naturkatastrophen, Kriege oder andere Ereignisse beschädigt, kann es nicht vollständig reproduziert werden, und die ursprünglich kontinuierlich gespeicherten Einheitswerte gehen verloren. (3) Das System zur Überprüfung der Messwertübertragung ist umfangreich und komplex. Vom physikalischen Standard höchster Ordnung bis zum konkreten Anwendungsort muss der Messwert mehrfach übertragen werden, was zwangsläufig zu Genauigkeitsverlusten führt. Diese Probleme haben dazu geführt, dass herkömmliche Systeme zur Überprüfung der Messwertübertragung den Anforderungen zunehmend nicht mehr gerecht werden. Seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts bietet die Entwicklung von Quantenmessstandards, die sich grundlegend von traditionellen physikalischen Standards unterscheiden, einen völlig neuen Lösungsansatz. Die Vorteile von Quantenmessstandards sind: (1) Ihre Genauigkeit ist in der Regel um mehrere Größenordnungen höher als die physikalischer Messstandards. (2) Quantenmessstandards sind physikalische Versuchsgeräte, die an verschiedenen Orten aufgestellt werden können. Selbst bei Beschädigung besteht keine Gefahr, dass die Ergebnisse nicht präzise reproduziert werden können. (3) Quantenmessstandards, die nach demselben Prinzip erstellt wurden, liefern identische Werte. Dadurch werden die Probleme vermieden, die durch die mehrfache, sukzessive Übertragung von Messstandards entstehen. Reporter: Können Sie uns etwas über die Weiterentwicklung von Quantenmessstandards erzählen? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Die in letzter Zeit entwickelten Quantenmessstandards basieren stets auf einer spezifischen quantenphysikalischen Methode und definieren so eine Basiseinheit. Sollte diese Methode neue Entwicklungen erfahren, stellt sich die Frage nach einer möglichen Änderung der Definition der Basiseinheit. Beispielsweise ist die gegenwärtige Zeiteinheit (Frequenzeinheit) durch die Übergangsfrequenz des Hyperfeinstrukturniveaus des Cäsiumatoms definiert. Werden andere Übergangsfrequenzen mit besserer Reproduzierbarkeit entdeckt (aktuelle Kandidaten sind beispielsweise Calciumatome und Laser), könnte sich die Definition der Zeiteinheit (Frequenzeinheit) ändern. Da eine Änderung der Einheitendefinition jedoch weitreichende Folgen hat und häufige Änderungen vermieden werden sollen, wird nach stabileren Methoden zur Einheitendefinition gesucht. Nach aktuellem physikalischem Kenntnisstand sind die grundlegenden physikalischen Konstanten (wie die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c, das Plancksche Wirkungsquantum h, die Elementarladung e usw.) invariant und bieten die größte Stabilität. Lässt sich die Basiseinheit durch diese grundlegenden physikalischen Konstanten definieren, bleibt ihre Definition langfristig stabil. Die spezifischen technischen Mittel zur Reproduktion fundamentaler Einheiten können sich mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik weiterentwickeln, die Definition der fundamentalen Einheiten selbst bleibt jedoch unverändert. Ein solches System fundamentaler Einheiten ist wissenschaftlicher und kann den Menschen längerfristig dienen. Dies liegt daran, dass es Dutzende fundamentaler physikalischer Konstanten gibt, die durch verschiedene Gleichungen miteinander verknüpft sind. Die Arbeitsgruppe für fundamentale physikalische Konstanten überprüft regelmäßig (etwa alle paar Jahre) die international veröffentlichten Bestimmungen der SI-Werte fundamentaler physikalischer Konstanten und passt diese Werte mithilfe der Methode der kleinsten Quadrate an, um einen Satz optimaler, empfohlener Werte für die jeweiligen Anwender zu erhalten. Die beiden letzten Anpassungen der fundamentalen physikalischen Konstanten wurden 1998 und 2002 durchgeführt. 1982 wurde die Längeneinheit als die Strecke definiert, die Licht im Vakuum in (1/299.792.458) Sekunden zurücklegt. Damit wurde die Längeneinheit anhand der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und des Zeit-Frequenz-Standards definiert. Dies war ein Fortschritt in diese Richtung. 1988 empfahl das Internationale Komitee für Maß und Gewicht, die ursprünglichen physikalischen Standards für Spannung und Widerstand durch den Josephson-Quantenspannungsstandard und den quantisierten Hall-Widerstandstandard zu ersetzen. Dies entspricht der Reproduktion der Einheiten für Spannung und Widerstand mithilfe der Planck-Konstante h, der Elementarladung e und Zeit-Frequenz-Standards. Dies war ein weiterer Schritt zur Definition von Einheiten mithilfe fundamentaler physikalischer Konstanten. Auch die Möglichkeit, die Temperatureinheit Kelvin mithilfe der Boltzmann-Konstante k zu definieren, wird hinsichtlich der Temperatureinheiten untersucht. Die genaueste moderne Cäsium-Fontänen-Atomuhr weist einen Fehler von einer Sekunde in 30 Millionen Jahren auf. Reporter: Die Messunsicherheit des quantisierten Hall-Widerstandswerts, übertragen auf einen von Ihnen entwickelten 100-Ω-Kryostromkomparator, erreicht die Größenordnung von 10⁻¹⁰, was den weltweit höchsten Wert darstellt. Sie haben mithilfe des quantisierten Hall-Effekts einen nationalen Widerstandsstandard etabliert und damit einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Metrologie geleistet. Könnten Sie uns bitte den aktuellen Stand erläutern? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Seit dem 1. Januar 1990 wird gemäß der Empfehlung des Internationalen Komitees für Maß und Gewicht weltweit der quantisierte Hall-Widerstand als natürlicher Standard anstelle des ursprünglichen physikalischen Widerstandsstandards verwendet. Das BIPM und nationale Labore in den USA, Großbritannien, Frankreich, Deutschland, Japan und der Schweiz haben diesen Quantenstandard bereits etabliert. Auch Kanada, Australien, Südkorea, Taiwan, Hongkong, Singapur, Südafrika und weitere Länder und Regionen arbeiten aktiv an dessen Etablierung. China hat die Etablierung eines Spannungsquantenstandards abgeschlossen. Nun gilt es, diesen durch einen ergänzenden quantisierten Hall-Widerstand zu ergänzen. Hierfür werden die Basiseinheit elektrischer Größen im SI-Einheitensystem – Stromstärke – und die in der Praxis am häufigsten verwendeten Einheiten – Leistung und elektrische Energie – abgeleitet, um die Anforderungen der internationalen Anerkennung von Prüfergebnissen nach Chinas WTO-Beitritt zu erfüllen. Auf der 18. Sitzung des Beratenden Ausschusses für Elektrizität (CCE) des Internationalen Komitees für Maß und Gewicht (ICM) in Paris im September 1988 wurde der international empfohlene Wert für den Hall-Widerstand (RH) festgelegt. Dieser Wert kombiniert die von verschiedenen Ländern mittels der Methode der berechenbaren Kapazität ermittelten h/e²-Werte mit den Ergebnissen quantenelektrodynamischer Experimente. Die Ergebnisse dieser beiden Experimenttypen führten zu einem international empfohlenen Wert für RH von RH = 25812,807 Ω, dem RH-Wert bei i = 1. Der quantisierte Hall-Widerstandswert im Plateau bei i = 2 beträgt… Im Folgenden möchte ich kurz die Situation einiger Länder und Regionen erläutern, die Normen für den quantisierten Hall-Widerstand entwickeln: Australien arbeitet seit vielen Jahren an diesem Thema und kann mithilfe eines Widerstandsnetzwerks den Wert des quantisierten Hall-Widerstands mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 10⁻⁸ auf 1 Ω übertragen. Die Entwicklung eines kryogenen Stromkomparators ist jedoch noch nicht abgeschlossen. Italien: Ähnlich wie Australien. Südkorea: Verwendet einen magnetischen Verstärkungsstromkomparator, um den Wert des quantisierten Hall-Widerstands mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 10⁻⁷ auf 1 Ω zu übertragen. Die Entwicklung eines kryogenen Stromkomparators ist noch nicht abgeschlossen. Taiwan: Verfügt über einen kryogenen Stromkomparator, der jedoch nur manuell bedient werden kann und eine Genauigkeit in der Größenordnung von 10⁻⁸ aufweist. Singapur, Hongkong, Norwegen, Südafrika und die Slowakei erwarben kryogene Stromkomparatoren von Oxford Instruments, die jedoch alle nicht ordnungsgemäß funktionierten. Aufgrund von Qualitätsproblemen hat Oxford Instruments die Produktion kryogener Stromkomparatoren eingestellt. Dänemark: Die Entwicklung eines kryogenen Stromkomparators ist noch nicht abgeschlossen. Es ist eine Zusammenarbeit mit dem Nationalen Metrologieinstitut Chinas geplant. Die Übertragung des Werts des quantisierten Hall-Widerstands mittels Widerstandsnetzwerken ist aufwendig und ungenau. Seit den 1990er Jahren haben verschiedene Länder neue Methoden zur Übertragung des Wertes quantisierter Hall-Widerstände mithilfe kryogener Stromkomparatoren entwickelt und die Genauigkeit um ein bis zwei Größenordnungen verbessert. 1997 startete unser Institut mit Unterstützung eines Weltbank-Kreditprojekts ein neues Projekt zur Übertragung des Wertes quantisierter Hall-Widerstände mittels kryogener Stromkomparatoren. Nach Abschluss des Projekts wurde die Genauigkeit des institutseigenen Normals für quantisierte Hall-Widerstände signifikant verbessert und erreichte die Größenordnung von 10⁻¹⁰. Laut aktuell veröffentlichten Daten ist die Genauigkeit des institutseigenen Normals für quantisierte Hall-Widerstände weltweit führend. Zu den wichtigsten internationalen Problemen im Bereich der kryogenen Stromkomparatoren zählen: (1) Genauigkeit: Die Genauigkeit des kryogenen Stromkomparators kann über 1 × 10⁻¹¹ liegen, der proportionale Einstellfehler beim Vergleich des quantisierten Hall-Widerstands mit 100 Ω beträgt jedoch 1,2 × 10⁻⁵. Der Restfehler nach Kompensation liegt in der Größenordnung von 10⁻⁹. (2) Zufälliger Fehler: Die durch Faktoren wie einfrierenden magnetischen Fluss, Druckschwankungen des flüssigen Heliums und Erwärmung des SQUID-Sensors verursachte Datenstreuung liegt in der Größenordnung von 10⁻⁹. Die Proportionalitätsgenauigkeit des kryogenen Stromkomparators selbst ist sehr hoch und kann besser als 10⁻¹¹ sein. Dieses Verhältnis kann jedoch nur das Verhältnis zweier ganzer Zahlen sein (d. h. das Verhältnis der Windungszahlen der Primärwicklung zur Windungszahl der Sekundärwicklung). Der international empfohlene Wert für den quantisierten Hall-Widerstand beträgt 12906,4035 Ω. Beim Vergleich mit 100 Ω ist ein genaues Verhältnis von 129,064035:1 erforderlich. Bei der Annäherung an dieses genaue Verhältnis durch das Verhältnis zweier ganzer Zahlen bleibt zwangsläufig ein gewisser Einstellfehler bestehen. Im Rahmen der Forschung wurden mehrere Probleme gelöst: (1) Es wurde eine Methode zur Reduzierung des proportionalen Anpassungsfehlers beim Vergleich des quantisierten Hall-Widerstands mit 100 Ω entwickelt. Der Anpassungsfehler konnte auf 5 × 10⁻⁷ Ω (internationaler Durchschnitt: 1,2 × 10⁻⁵ Ω) gesenkt werden. Prinzipiell ist eine weitere Verbesserung möglich. (2) Die Nutzsignalstärke wurde verfünffacht, und das Signal-Rausch-Verhältnis wurde im gleichen Maße verbessert. (3) Ein spezieller Filter zur Kompensation von Gasdruckschwankungen wurde entwickelt und implementiert, der den durch Heliumdruckschwankungen verursachten Zufallsfehler deutlich reduziert. (4) Die Genauigkeit der Forschungsgruppe beim Vergleich des quantisierten Hall-Widerstands mit 100 Ω liegt aktuell in der Größenordnung von 10⁻¹⁰, und die Genauigkeit bei der Übertragung auf 1n liegt in der Größenordnung von 10⁻⁹, was international führend ist. Die umfassende Unsicherheit bei der Umrechnung des quantisierten Hall-Widerstands in den dezimalen Standardwiderstand beträgt 0,48 × 10⁻⁹ Ω bei einer Umrechnung auf 100 Ω und 0,72 × 10⁻⁹ Ω bei einer Umrechnung auf 1 Ω. Im Oktober 2000 verglichen das japanische Institut für Elektronik- und Technologieforschung (ETL) und das Nationale Metrologieinstitut Südkoreas Widerstandswerte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Differenz zwischen den 112 aus dem quantisierten Hall-Widerstand abgeleiteten Widerstandswerten beider Länder lediglich 1,3 × 10⁻⁹ Ω betrug – das beste bisher veröffentlichte Vergleichsergebnis. Südkorea lud chinesische Experten ein, auf dem Quantum Triangle Symposium einen Bericht über Quantenwiderstandsstandards zu präsentieren, und der Physik-Nobelpreisträger Professor Choi Chi übermittelte uns ein Glückwunschschreiben. Reporter: Könnten Sie bitte über den aktuellen Stand der Entwicklung von Quantenstandards sprechen? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Es gibt sieben Basiseinheiten: Zeit, Länge, Masse, Stromstärke, Temperatur, Leuchtkraft und Mol. Das Kilogramm, die derzeitige Einheit der Masse, entspricht der Masse des im BIPM aufbewahrten Kilogramm-Prototyps und ist der letzte noch gebräuchliche physikalische Standard. Die Neudefinition der Masseeinheit anhand gegebener fundamentaler physikalischer Konstanten stellt die Metrologiewissenschaftler im neuen Jahrhundert vor die größte Herausforderung. Die gegenwärtige Einheit für Zeit und Frequenz ist über die Hyperfeinstruktur-Übergangsfrequenz des Cäsium-133-Atoms definiert. Dies ist ein Quantenstandard, basiert aber nicht auf fundamentalen physikalischen Konstanten. Sollten zukünftig weitere Übergangsfrequenzen mit höherer Präzision entdeckt werden (beispielsweise die von Quecksilber- oder Calciumatomen), stellt sich die Frage, ob die Definition der Einheit für Zeit und Frequenz angepasst werden sollte. Daher wurde vorgeschlagen, die Einheit für Zeit und Frequenz mithilfe der Riederberg-Konstante neu zu definieren. Die Riederberg-Konstante weist eine sehr geringe Unsicherheit in der Größenordnung von 10⁻¹⁴ auf. Es handelt sich um die fundamentale physikalische Konstante mit der geringsten Unsicherheit, abgesehen von der Lichtgeschwindigkeit, und ihre Genauigkeit ist weitaus höher als die anderer fundamentaler physikalischer Konstanten. Im Fehlerfall wird sie als fehlerfreie Konstante verwendet. Daher ist es möglich, die Einheiten von Zeit und Frequenz mithilfe der gegebenen Riederberg-Konstante neu zu definieren, dies befindet sich jedoch derzeit noch im Forschungsstadium. Die bedeutendste Aufgabe des 21. Jahrhunderts wird die Etablierung eines Quantenmassenstandards sein. Die Änderung der Definition fundamentaler Einheiten ist jedoch ein weitreichendes Unterfangen und erfordert äußerste Vorsicht. Jeder kleine Fortschritt erfordert langfristige und beharrliche Anstrengungen. Die Etablierung des zukünftigen Internationalen Einheitensystems (SI) wird ein langwieriger Prozess sein. Wir hoffen, dass auch chinesische Wissenschaftler ihren Beitrag dazu leisten können. Im 21. Jahrhundert werden sich Metrologen weltweit auf die Etablierung eines Quantenmassenstandards konzentrieren. Derzeit werden drei Ansätze verfolgt. Der erste Ansatz besteht darin, die Masse von ¹²C-Atomen als Basisstandard zu verwenden und dann durch Zählen der Atome im Kristall zur makroskopischen Masse überzugehen. Der zweite Ansatz besteht darin, mithilfe einer elektrischen Leistungsbilanz elektrische und mechanische Leistung zu verknüpfen und den Massenstandard über die Gleichung P = mv abzuleiten. Der dritte Ansatz nutzt Goldionenstrahlen zur Gewinnung des Massenstandards und bestimmt die Anzahl der Goldionen in den Strahlen durch Messung des den Goldionen entsprechenden Stroms. Die wichtigsten Schritte zur Etablierung eines natürlichen Massenstandards durch Messung der Avogadro-Konstante sind: (1) Messung der Gitterkonstante eines Silizium-Einkristalls; (2) Zählen der Siliziumatome in einer Silizium-Einkristallkugel; (3) Messung der Masse der Silizium-Einkristallkugel; (4) Berechnung der Avogadro-Konstante; (5) Etablierung eines natürlichen Massenstandards für makroskopische Objekte basierend auf der Masse der Siliziumatome. Die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse von Proben, die unter Verwendung der natürlichen Isotopenhäufigkeit hergestellt wurden, hat in Ländern wie dem japanischen NMIJ, der deutschen PTB, dem italienischen INGC und der australischen CSIRO derzeit 3 ​​× 10⁻⁷ erreicht. Um den Einfluss der Isotopenhäufigkeit auf die Messgenauigkeit weiter zu reduzieren, arbeitet Japan bereits an der Herstellung von Proben aus reinem ²⁸Si. Derzeit lassen sich nur 200 g reiner ²⁸Si-Einkristall gewinnen, was für die Probenpräparation unzureichend ist. Es wird erwartet, dass in zwei Jahren 5 kg reiner ²⁸Si-Einkristall hergestellt werden können. Daraus kann eine 1 kg schwere Kugelprobe für Tests gewonnen werden. Ziel ist es, die relative Unsicherheit der Bestimmung der Avogadro-Konstante von derzeit 3,1 × 10^⁻⁷ auf 6,9 × 10^⁻⁸ bis 2006 und auf 2,1 × 10^⁻⁸ bis 2009 zu reduzieren. Das größte Problem dieses Ansatzes besteht darin, dass die Messergebnisse um 1 × 10^⁻⁶ von denen der „elektrischen Leistungsbilanzmethode“ abweichen. Die Beteiligten vermuten systematische Fehler, wobei die Oberflächeneigenschaften der Siliziumkugeln (Oberflächenoxidschicht, Oberflächenspannung usw.) wahrscheinlich die Hauptursache darstellen. Reporter: Nach dem WTO-Beitritt meines Landes besteht in vielerlei Hinsicht eine Angleichung an internationale Standards. Könnten Sie bitte die Frage der internationalen gegenseitigen Anerkennung von Metrologie- und Prüfzertifikaten erläutern? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Im Oktober 1999 unterzeichneten die Direktoren der Metrologieinstitute aus 37 Ländern im Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Paris ein Abkommen über die internationale gegenseitige Anerkennung von Metrologie- und Prüfzertifikaten, das im Oktober 2003 offiziell in Kraft treten sollte. Zum aktuellen Stand der 119 wichtigsten Vergleichspunkte und den Metrologiestandards meines Landes: Ein Drittel der Punkte ist in gutem Zustand und besteht internationale Vergleiche; ein Drittel der Punkte bedarf der Verbesserung, um an internationalen Vergleichen teilnehmen zu können; ein Drittel der Punkte ist in meinem Land noch nicht erfasst. Allerdings fallen 80 % der elektrischen Messgrößen in Kategorie I, und die wichtigsten Punkte haben ein international fortgeschrittenes Niveau erreicht. Reporter: Das Nationale Institut für Metrologie Chinas ist die höchste nationale Forschungseinrichtung für Metrologiewissenschaft und -technologie. Könnten Sie bitte die Positionierung und die Hauptaufgaben des Instituts erläutern? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Das Nationale Institut für Metrologie Chinas ist eine gemeinnützige, öffentliche Einrichtung, die im Dienste von Regierung und Gesellschaft steht und die Einheitlichkeit der inländischen Messwerte sowie deren Übereinstimmung mit internationalen Standards gewährleistet. Das Institut hat zwei Hauptaufgaben: Die erste Kategorie umfasst: ① Grundlagenforschung in der Metrologie (Quantenphysik, natürliche Standards, fundamentale Konstanten); ② Mess- und Kalibrierdienstleistungen (Länge, Wärme, Kraft, Elektrizität, Optik, Strahlung, Radioaktivität, Zeit und Frequenz, Akustik, Chemie); ③ Transfer von Messtechnologien und -methoden (Transfer, Beratung). Die zweite Kategorie umfasst: ① Forschung, Entwicklung, Betrieb, Pflege, Verbesserung und Weiterentwicklung nationaler metrologischer Standards; ② Gewährleistung der Messtechnik durch staatliche Gesetze und Verordnungen; ③ Internationale Abkommen zur gegenseitigen Anerkennung (MRAs), internationale Vergleiche und Kooperationen; ④ Betrieb, Pflege, Verbesserung und Weiterentwicklung von Qualitätssicherungssystemen. ⑤ Erweiterung der Dienstleistungsbereiche, Kooperation mit Unternehmen und Förderung der Wettbewerbsfähigkeit ihrer Produkte und Technologien. Reporter: Der Bau der Versuchsstation des Nationalen Instituts für Metrologie Chinas im Bezirk Changping hat begonnen. Können Sie uns bitte einige Informationen dazu geben? Akademiemitglied Zhang Zhonghua: Am 27. Juli dieses Jahres begannen die Bauarbeiten an der Versuchsstation des Nationalen Instituts für Metrologie Chinas im Bezirk Changping. Das Gelände umfasst eine Fläche von 553.000 m², die Gebäudefläche beträgt 47.000 m². Nach Fertigstellung wird die Station das Quantenmetrologielabor und das Ultrapräzisionsmesslabor Chinas beherbergen und die Forschungsbedingungen deutlich verbessern. Wir laden junge Menschen, die sich der Metrologie Chinas verschrieben haben, herzlich ein, an das Nationale Institut für Metrologie zu kommen, sich an der Grundlagenforschung zur Metrologietechnologie zu beteiligen und zur Weiterentwicklung der Metrologie beizutragen.