Neue Messmethode Abschied vom Urkilo

Das Urkilogramm in Paris verlor auf rätselhafte Weise Gewicht, deshalb suchten Forscher jahrelang nach einer Alternative. Nun gilt eine neue Definition.

Glaszylinder mit einer exakt ein Kilogramm schweren, hochreinen Siliziumkugel
Sven Hoppe/ DPA

Glaszylinder mit einer exakt ein Kilogramm schweren, hochreinen Siliziumkugel


Etwa 130 Jahre lang war der alte Metallzylinder das Maß der Dinge. Doch nun hat das Urkilogramm ausgedient. Der berühmte Klotz, der in einem Tresor bei Paris lagert, gibt nicht länger vor, wie schwer ein Kilogramm tatsächlich ist.

Ab heute wird ein Kilogramm mit Hilfe einer bestimmten Anzahl von Silizium-Atomen und zusätzlichen Faktoren festgelegt. Beschlossen wurde die Änderung bereits vergangenen November auf der Generalkonferenz für Maße und Gewichte in Versailles, in Kraft getreten ist sie erst jetzt.

Für die meisten Menschen ändert sich laut der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig, die an der neuen Definition beteiligt war, aber nichts. Zum Stichtag bekam das Deutsche Museum in München symbolisch eine Siliziumkugel von PTB-Mitarbeitern geschenkt.

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Kilogramm neu definiert: Das Maß der Dinge

Die neue Definition wurde notwendig, weil das Urkilogramm auf rätselhafte Weise stetig an Masse verlor - vermutlich mehr als 50 Mikrogramm. Das sei etwa so viel, wie ein Salzkorn wiege. "Für Menschen, die sich hauptberuflich mit dem Messen befassen und die versuchen, weltweit gleiche Maßeinheiten zu gewährleisten, ist das eine fast genauso große Katastrophe wie das Chaos im Mittelalter, als das Längenmaß Fuß je nach Schuhgröße des jeweiligen Königs variierte", heißt es vom Museum.

Das Kilogramm ist nur eine von mehreren Messeinheiten, die mittels Naturkonstanten - wie etwa Lichtgeschwindigkeit und Ladung des Elektrons - bestimmt werden. Auch die Sekunde (Zeit), der Meter (Länge), das Ampere (Stromstärke), das Kelvin (Temperatur), das Mol (Stoffmenge) und die Candela (Lichtstärke) wurden zum 20. Mai neu definiert und damit genauer.

Ur-Kilogramm unter Glasglocken
AFP

Ur-Kilogramm unter Glasglocken

Bisher richteten alle Metrologie-Institute weltweit ihre nationalen Kilo-Prototypen an "Le Grand K" ("das Große K") aus, einem Zylinder aus 90 Prozent Platin und zehn Prozent Iridium. Er wird unter drei Glasglocken beim Internationalen Büro für Maße und Gewichte (BIPM) im Pariser Vorort Sèvres aufbewahrt.

Das Kilogramm definiert sich nun nach der vom Begründer der Quantenphysik, Max Planck, eingeführten Planck-Konstante (h). Diese entspricht dem Verhältnis von Energie und Frequenz eines Photons.

Auch wenn das Urkilo seine Bedeutung verloren hat, bleibt es laut BIPM an seinem Platz - es hat allerdings künftig nur noch als Museumsstück Gewicht.

joe/AFP/dpa

insgesamt 37 Beiträge
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suchenwi 20.05.2019
1. Faustregel
Ich hatte bisher immer die Faustregel: 1 kg ist die Masse von 1 l Wasser. Zumindest anschaulich.
Oberleerer 20.05.2019
2.
Wie wurde die Masse bisher gemessen? Vlt. gab es Schwankungen der Schwerkraft? Man müßte es eher waagerecht beschleunigen und die Kraft messen, die man dazu benötigt? Ein solcher kompakter Block ist ohnehin nur aufwändig zu produzieren. Ein sehr langer Draht ließe sich viel einfacher auf das gewünschte Gewicht trimmen und dies dann auch reproduzieren. Ggf. kann man da auch den Widerstand referenzieren, um größere Abweichungen im Durchmesser oder der Zusammensetzung zu erkennen.
theslaughter64 20.05.2019
3. Planck ja, aber spziell...
... wird nun eine Watt-Waage verwendet, die auf dem Quanten-Hall-Effekt beruht. Klaus von Klitzing hat dafür 1985 den Nobelpreis erhalten. Auch interessant - und jetzt sind wir wieder bei Planck: auch der Wert des Planckschen Wirkungsquantums wurde nun in diesem Rutsch "festgelegt". Es ist natürlich eine Naturkonstante für die kleinste denkbare Energiemenge, jedoch gab es unterschiedliche Angaben. Nun wurde sie so festgelegt - man sollte besser sagen: normiert - , dass diese gemeinsam mit weiteren Naturkonstanten wie zB c "gerade" Werte ergibt. Insgesamt ist das schon eine spannende Sache: nun kann man unabhängig davon, wo man sich befindet (überall im Universum), Massen bestimmen. Man muss "nur" eine Watt Waage bauen ...
Layer_8 20.05.2019
4. hmm
"Das Urkilogramm in Paris verlor auf rätselhafte Weise Gewicht" "Der berühmte Klotz, der in einem Tresor bei Paris lagert, gibt nicht länger vor, wie schwer ein Kilogramm tatsächlich ist." Ich denke, dass die Begriffe "Gewicht" und "schwer" hier falsch platziert sind. Es geht doch viel mehr um die Begriffe "Masse" und "Trägheit" unabhängig vom Schwerefeld der Erde. "Die neue Definition wurde notwendig, weil das Urkilogramm auf rätselhafte Weise stetig an Masse verlor" Nur hier ist der feine Unterschied formuliert worden. Das hat jetzt nichts mit Erbsenzählerei zu tun, sondern berührt immer noch die Grundlagen der ganzen Physik. Und die größte Herausforderung bleibt die möglichst genaue Bestimmung des "Big G" also der Newton/Einsteinschen Gravitationskonstanten. Hier treten bis jetzt aus unabhängigen Messungen schwer erklärbare Diskrepanzen auf.
Bell412 20.05.2019
5. Dann geh ich also..
.. an der Nordsee ins Watt, nehme mir ein Kilo mit, latsche mit meinen dreckigen Quanten direkt in die nächste Halle und fertig ist die Laube. Kilo, Watt und Quanten-Hall-Effekt. Sorry, schon klar, der war genauso mies wie vorhersehbar..
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