Kombination von klassischen Gravimetern mit Quantensensoren

Die Kombination von klassischen Gravimetern mit Quantensensoren stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Gravimetrie dar. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Geräteentwicklung durch die Digitalisierung der Datenerfassung und -verarbeitung sowie durch die Miniaturisierung der Gravimeter ausgezeichnet. Diese Dissertation untersucht die Integration von Quantengravimetern (QG), die auf der Atominterferometrie basieren, in die bestehende Technologie der klassischen Gravimeter. Die Arbeit beleuchtet die Notwendigkeit, die instrumentellen Fehlerquellen zu reduzieren und die Messgenauigkeit zu erhöhen. Die Relevanz dieser Forschung liegt in der Fähigkeit, präzisere Messungen der Schwerefeldvariationen zu ermöglichen, was für zahlreiche Anwendungen in der Geodäsie und Geoinformatik von Bedeutung ist.

Die Dissertation bietet einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Technik der klassischen Gravimeter, insbesondere der Absolut- und Relativgravimeter. Die Verwendung von Federgravimetern wie dem ZLS Burris B-64 und dem Micro-g LaCoste gPhone-98 wird als Referenz für die neuen QG herangezogen. Diese klassischen Instrumente sind entscheidend für die Validierung der neuen Technologien. Die Arbeit zeigt, dass die Kalibrierfaktoren dieser Gravimeter über einen Zeitraum von sechs Jahren mit einer relativen Unsicherheit von 1.3 × 10^-3 bis 2.7 × 10^-4 bestimmt werden konnten. Diese präzisen Kalibrierungen sind unerlässlich, um die Messgenauigkeit der neuen Quantensensoren zu gewährleisten.

Die Dissertation beschreibt die Entwicklung und Anwendung von Quantengravimetern (QG) und hebt deren Vorteile gegenüber klassischen Gravimetern hervor. QG bieten einen unabhängigen Ansatz zur Messung der Schwere, der durch die Atominterferometrie ermöglicht wird. Diese Technologie hat das Potenzial, die Präzision der Schwerefeldmessungen erheblich zu steigern. Ein Beispiel ist das Gravimetric Atom Interferometer (GAIN), das an der Humboldt-Universität zu Berlin entwickelt wurde. Die Dissertation dokumentiert die Erfolge von GAIN bei der Erfassung von Zeitreihen und der Identifizierung von mikroseismischen Aktivitäten. Diese Erkenntnisse sind für die Geowissenschaften von großer Bedeutung, da sie neue Möglichkeiten zur Überwachung von Umweltveränderungen bieten.

Die Arbeit schließt mit einer Diskussion über die zukünftigen Entwicklungen in der Gravimetrie. Die Kombination von klassischen Gravimetern mit Quantensensoren eröffnet neue Perspektiven für die Atmosphärenmodellierung und die Untersuchung von geometrischen Modellen. Die Ergebnisse zeigen, dass die neuen Technologien nicht nur die Messgenauigkeit verbessern, sondern auch die Anforderungen an die Reduktion zeitlicher Schwereänderungen erhöhen. Die Dissertation legt nahe, dass weitere Forschungen notwendig sind, um die Integration dieser Technologien in bestehende Systeme zu optimieren und deren Anwendung in der Praxis zu erweitern.