Doktorandin Doktorand (mwd) Physik (26-54-QUESTB)

English version below

Messkunst Made in Germany dafür stehen die ca. 2100 Mitarbeitenden der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Als nationales Metrologieinstitut und führende Forschungseinrichtung entwickeln wir in einem internationalen Arbeitsumfeld weltweit führende Standards für das Messen. So sorgen wir dafür dass Menschen und Organisationen Messungen vertrauen können.

In Braunschweig suchen wir Sie zum 1. Oktober 2026 für das Institut QUEST Experimentelle Quantenmetrologie als:

Doktorandin / Doktorand (m/w/d)
Physik

Entgeltgruppe 13 TVöD Bund befristet für 3 Jahre Teilzeit 3315 Wochenstunden

Ihre Aufgaben:

Das QUEST-Institut für Experimentelle Quantenmetrologie ist eine gemeinsame Einrichtung der Leibniz Universität Hannover und der PTB in Braunschweig. Ziel dieses Promotionsprojekts ist die Demonstration von Laserkühlung des Rotationszustandes eines einzelnen Molekülions in einer Paulfalle. Die erfolgreiche Kühlung soll durch Quantenlogikspektroskopie nachgewiesen werden. Quantenlogikspektroskopie ermöglicht die Untersuchung schwer zugänglicher Ionen durch einen Ansatz bei dem diese zusammen mit einem laserkühlbaren atomaren Ion gespeichert werden. Techniken aus der Quanteninformationsverarbeitung erlauben es dann Informationen zwischen den beiden Ionen zu übertragen. Das Projekt ist Teil einer Kollaboration mit dem Laboratoire Kastler Brossel in Paris. Sie unterstützen uns mit folgenden Tätigkeiten:

• Inbetriebnahme eines Quantenkaskadenlasers (QCL) und Stabilisierung desselben auf einen Frequenzkamm in Zusammenarbeit mit unserem Kollaborationspartner
• Modifikation der Vakuumapparatur für Mid-Infrarotspektroskopie
• Spektroskopie des ersten angeregten Vibrationszustands in MgH mittels des QCL
• Implementierung und experimentelle Verifizierung von Rotationslaserkühlung über optisches Pumpen auf dem Vibrationsübergang
• Erweiterung der bestehenden Python-basierten Experimentsteuerung (ARTIQ)
• Analyse der experimentellen Daten sowie Präsentation auf internationalen Konferenzen und Publikation der Ergebnisse in Fachzeitschriften

Ihr Profil:

• Hochschulstudium (Diplom/Master) Fachrichtung Physik mit sehr gutem Abschluss
• Erfahrung in der experimentellen Arbeit an kalten Atomen oder Molekülen ist von Vorteil
• Kenntnisse in Atomphysik Quantenoptik Laserkühlung Laserspektroskopie oder verwandter Gebiete
• Starkes Interesse an experimentellen Tätigkeiten sowie experimentelles Geschick
• Hohes Engagement sowie eigenverantwortliches Arbeiten
• Ausgeprägte Team- und Kommunikationsfähigkeit
• Englischkenntnisse (C1-Niveau) Deutschkenntnisse sind von Vorteil
• Die physische Möglichkeit zur Laborarbeit muss gegeben sein (die Tätigkeit stellt besondere Anforderungen an Mobilität und Sehvermögen; wir prüfen jedoch im Einzelfall gerne Möglichkeiten der Anpassung)
• Bereitschaft zu Dienstreisen im In- und Ausland

Wir bieten:

• Ein exzellentes Forschungsumfeld (Exzellenzcluster QuantumFrontiers Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) mit Zugang zur einzigartigen Infrastruktur der PTB
• Arbeit in einer international renommierten Forschungsgruppe
• Unser Promovierendenprogramm bietet zusätzlich die Möglichkeit sich untereinander sowie national und international u. a. auf wissenschaftlichen Konferenzen zu vernetzen

Eine Übersicht unserer Benefits finden Sie auf unserer Karriereseite.

Das ist uns wichtig:

Die PTB fördert die Gleichstellung von Frauen und Männern und ist besonders an Bewerbungen von Frauen interessiert. Gleichzeitig sind wir bestrebt die gesellschaftliche Vielfalt widerzuspiegeln. Daher ist jede Bewerbung unabhängig von ihrem Geschlecht ihrer kulturellen oder sozialen Herkunft Religion Weltanschauung oder sexuellen Identität herzlich willkommen. Schwerbehinderte oder ihnen gleichgestellte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt.

Ihre Bewerbung:

Fachliche Fragen zu dieser Position beantworten Ihnen im Institut QUEST:
Dr. Fabian Wolf Tel.: 0 E-Mail:

Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung bis zum 7. Mai 2026 unter der Kennziffer 26-54-QUESTB. Bitte nutzen Sie dafür den Button ONLINE BEWERBEN dieser führt Sie direkt zu unserem Bewerbungsportal wo Sie Ihre Unterlagen (Lebenslauf Zeugnisse Motivationsschreiben) hochladen können. Bewerbungen per E-Mail können wir nicht berücksichtigen. Mit Ihrer Bewerbung akzeptieren Sie die Datenschutzbestimmungen.

English version:

The art of measurement made in Germany. Striving to perfect it is the mission of the 2100 employees of PTB the Physikalisch-Technische Bundesanstalt. As Germanys national metrology institute and a leading center of research we operate in an international environment to develop world-class measurement standards. We at PTB work to ensure that people and organizations can trust the measurements they use.

At our Braunschweig site we are looking to fill the following position at the QUEST Institute for experimental quantum metrology

Doctoral candidate
in physics

Remuneration Group 13 TVöD Bund Three-year fixed term Part-time (33.15 hours/week)

Your tasks:

The QUEST Institute for Experimental Quantum Metrology is a joint institution of Leibniz Universität Hannover and PTB in Braunschweig. The aim of this PhD project is to demonstrate laser cooling of the rotational state of a single molecular ion in a Paul trap. The successful cooling will be demonstrated by quantum logic spectroscopy. Quantum logic spectroscopy enables the investigation of ions that are difficult to access by an approach in which they are stored together with a laser-coolable atomic ion. Quantum information processing techniques then allow information to be transferred between the two ions. The project is part of a collaboration with the Laboratoire Kastler Brossel in Paris.

You support us with the following activities:

• Commissioning of a quantum cascade laser (QCL) and stabilization of the same on a frequency comb in cooperation with our collaboration partner
• Modification of the vacuum apparatus for Mid-Infrared (MIR) spectroscopy
• Spectroscopy of the first excited vibrational state in MgH using the QCL Implementation and experimental verification of rotational laser cooling via optical pumping on the vibrational transition
• Extension of the existing Python-based experiment control system (ARTIQ)
• Analysis of experimental data as well as presentation at international conferences and publication of results in scientific journals

Your profile:

• University degree (Diploma/Master) in physics with a very good degree
• Experience in experimental work on cold atoms or molecules is an advantage
• Knowledge of atomic physics quantum optics laser cooling laser spectroscopy or related fields is an advantage
• Strong interest in experimental activities and experimental skills
• High level of commitment and ability to work independently
• Strong teamwork and communication skills
• You have achieved C1 level in English. German language skills would be an advantage.
• Physical ability to perform laboratory work is required (the position places specific demands on mobility and eyesight; however we are happy to explore possible accommodations in individual cases).
• Willingness to travel

We offer:

• An excellent research environment (QuantumFrontiers Cluster of Excellence Quantum Valley Lower Saxony (QVLS)) with access to PTBs unique infrastructure.
• Work in an internationally renowned research group.
• Our doctoral programme also offers the opportunity to network with each other as well as nationally and internationally e.g. at scientific conferences.
• We promote research stays abroad within the framework of international co-operation partnerships.

You can find an overview of our benefits on our careers page.

This is important to us:

PTB promotes gender equality and strongly encourages applications from female candidates. At the same time we strive to reflect the diversity of our society. We therefore welcome every application submitted regardless of the candidates gender cultural or social background religion ideology or sexual identity. If equally suited to the position disabled persons or persons having equivalent status under German law will be given preference.

Your application:

For subject-related questions concerning this position please contact QUEST:
Dr. Fabian Wolf phone: 49 email: .

We look forward to receiving your application by 7 May 2026 under Ref. No. 26-54-QUESTB. Please click on the following button: ONLINE BEWERBEN. This will directly lead you to our application portal where you can upload your documents (CV certificates Cover letter). Unfortunately we cannot accept applications sent via email. With your application you accept the data protection regulations.