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Einzigartiger Atomgravimeter-Vergleich am HITec

Einzigartiger Atomgravimeter-Vergleich am HITec

Die Gruppe des Gravimetervergleichs

Weltweit erster Vergleich der Messgenauigkeit der ersten auf dem Markt verfügbaren Quantengravimeter

Gravimeter messen die Anziehungskraft auf der Erdoberfläche. Wiederholte Messungen ermöglichen Rückschlüsse auf räumliche und zeitliche Veränderungen des Schwerefelds der Erde. Anwendung finden Gravimeter beispielsweise in der Geodäsie oder der Vermessung großräumiger Phänomene wie Plattentektonik und Gletscherhebungen aber auch bei der Überwachung vulkanischer Aktivitäten, der Kartierung unterirdischer Hohlräume oder der Untersuchung von Erdbeben. Zukünftig soll die Gravimetrie auch zur Überwachung des Grundwassers und zur Steuerung der Entnahme von Trinkwasser und für landwirtschaftlichen Beregnung dienen.

Klassische Gravimeter weisen eine sogenannte Drift auf. Sie werden aus mechanischen Gründen mit der Zeit ungenau und müssen regelmäßig kalibriert werden. Mit Quantengravimetern existiert nun seit einigen Jahren eine vielversprechende Alternative. Sie ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung der absoluten Schwerkraft, sind gleichzeitig benutzerfreundlich und transportabel allerdings mit rund 500.000 Euro Anschaffungspreis noch sehr teuer. Die Arbeitsgruppen sind sich bei dieser neuartigen Technologie immer noch unsicher und benötigen mehr Erfahrungen zu den Messgenauigkeiten.

Forschende und Hersteller aus Deutschland, Frankreich, Italien, Polen und den USA haben sich deshalb Ende Januar am Hannover Institute for Technology (HITec) für eine Arbeitstagung und eine Vergleichskampagne mit fünf kommerziell verfügbaren Atom-Quantengravimetern getroffen. Ziel dieser einzigartigen Aktion sollte eine Überprüfung von Messgenauigkeit und Übereinstimmung der verschiedenen Geräte sein und die Anwender einen Schritt näher an die Anwendung bringen.

Das HITec bietet aufgrund seiner aufwendigen baulichen Konstruktion ideale Voraussetzungen für den Vergleich. Es ist ein vibrationsoptimiertes Laborgebäude, welches die Messinstrumente gegen anthropogen verursachte und natürliche Bodenunruhen abschirmt. Vorbeifahrende Autos oder Lastwagen und sonstige Mikroseismik können nur begrenzt durchdringen.

Ludger Timmen, Leiter des Gravimetrielabors im HITec, und Mitorganisator der Vergleichskampagne zeigte sich zufrieden mit den ersten Ergebnissen: „Das Zusammenspiel hat sehr gut geklappt, alle Instrumente haben funktioniert, kein Gravimeter muss aus dem Vergleich zurückgezogen werden. Die Erkenntnisse dieser Vergleichskampagne werden auch unsere eigenen Entwicklungen zu Quantengravimetern im Sonderforschungsbereich TerraQ beeinflussen.“ Der SFB TerraQ hatte zusammen mit der Hydrologie-Gravimetrie Gruppe des GeoForschungsZentrum Potsdam zu diesem Vergleich eingeladen und unterstützt.