Die Kilo-Kugel aus Braunschweig
Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt wollen das Kilogramm neu definieren.
(byl/dpa) Wann immer auf der Welt etwas gewogen wird, wird das Resultat mit dem Urkilogramm verglichen, einem Zylinder aus einer Platin-Iridium-Legierung von 39 Millimetern Höhe und Durchmesser. Das Kilogramm ist damit die letzte Einheit der modernen Naturwissenschaften, die noch über einen solchen Vergleichsgegenstand definiert ist – das Urkilogramm wird seit 1889 genutzt.
Der Platin-Iridium-Zylinder wird im Internationalen Büro für Maße und Gewichte bei Paris aufbewahrt. Aus praktischen Gründen gibt es weltweit viele Kopien davon. Doch die haben allesamt ein Problem. Sie differieren im Laufe der Zeit immer stärker, und niemand kann wirklich sagen, ob das Urkilogramm nun schwerer oder die Vergleichskörper leichter werden.
Die Differenzen sind gering – sie liegen im Bereich von Millionstel Gramm – doch der Welt der Wissenschaft ist das ein seit Jahrzehnten andauerndes Ärgernis, das beseitigt werden muss. Bei der Neudefinition des Kilogramms haben Wissenschaftler der PhysikalischTechnischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig nun die wesentlichen Vorarbeiten beendet und sich für einen weltweiten Wettbewerb qualifiziert, in dem es darum geht, die beste Methode zur Neudefinition des Kilos zu bestimmen. Im kommenden Jahr soll die neue, international gültige Definition des Kilogramms verabschiedet werden. Die Braunschweiger Wissenschaftler wollen mit ihrer Methode vereinfacht gesagt bestimmen, aus wie vielen Atomen eine spezielle Siliziumkugel besteht. Über sie soll eine Naturkonstante bestimmt werden, die das Verhältnis der Masse eines Kilogramms eines Stoffes zur Masse eines seiner Atome beschreibt.
Die Kugel muss zu diesem Zweck der mathematischen Idealform bis an die Grenze der Messbarkeit entsprechen. Wenn die Physiker die Zahl der Siliziumatome und die Masse der Kugel kennen, haben sie zugleich die Masse eines einzelnen Atoms bestimmt. Ein Kilogramm definieren sie dann als das Gewicht einer bestimmten Menge von Silizium-Atomen.
Daneben gilt die sogenannte Watt-Waage als geeigneter Weg, um das Kilo zu bestimmen. Dieses komplizierte Messinstrument basiert auf britischen, US-amerikanischen und kanadischen Arbeiten.