Das elektronische Kilogramm

15. Januar 2014, 00:00 Uhr
Das elektronische Kilogramm
Das elektronische Kilogramm

Eigentlich ist es ein Anachronismus: Die Masse bzw. seine Einheit Gramm ist bis heute die einzige SI-Basiseinheit, die noch nicht mit einer Messvorschrift definiert ist. Noch immer ist das seit 1898 in Paris aufbewahrte Urkilogramm als Referenz gültig. Schon lange laufen deshalb die Bemühungen, die Masse mit Hilfe von Naturkonstanten zu erfassen und die Messung zuverlässiger und genauer zu machen.

 
Am PML (Physical Measurement Laboratory) des NIST (National Institute of Standards and Technology) in den USA wurde deshalb zwei Jahre an der schon fast altertümlichen Watt-Waage mit dem Namen NIST-3 gearbeitet, um die erste neue Messung des Werts des Planckschen Wirkungsquantums vorzunehmen, bevor später in diesem Jahr die neue NIST-4 in Betrieb geht. Der neue Wert lautet 6.626 069 79 x 10-34 J•s (mit einer Unsicherheit von 30 in den letzten beiden Stellen). Er unterscheidet sich von der letzten Messung von 2007, bringst die NIST-Werte aber mehr in Übereinstimmung mit den neuesten Zahlen der konkurrierenden CNRC (Canada National Research Council) und des internationalen Avogadro-Konsortiums. Die Annäherung dieser Werte beschleunigt den Fortschritt auf dem Weg zur lange erwarteten Neudefinition der Kilogramms.

 
Tatsächlich wurde das Planksche Wirkungsquantum h darüber bestimmt, dass mit NIST-3 das NIST-Referenzkilogramm Nr. 85 vermessen wurde. Mit der Watt-Waage wird der Strom bestimmt, der für die Kompensation der Gewichtskraft einer Masse benötigt wird. Dieser wird durch die von der Erdschwere erzeugte Bewegung mit einer definierten Geschwindigkeit in einer Spule erzeugt. Die abgebildete Watt-Waage ist äußerst komplex aufgebaut. Man sieht nur den oberen Teil. Darunter befinden sich noch drei Meter hohe technische Einrichtungen mit Lasern etc.

 

Bild: Richard Steiner

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