Das Ur-Kilogramm hat ausgedient: Neue Definitionen für SI-Einheiten
Die physikalischen Basiseinheiten werden neu definiert. Naturkonstanten wie die Elementarladung sind künftig bis auf die letzte Nachkommastelle bekannt.
Genau ein Kilogramm und ideal kugelrund: An der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig sind im Avogadro-Projekt zwei exakte Kilogrammkugeln nach der Naturkonstante gefertigt worden – ohne Rückgriff auf das Ur-Kilogramm.
(Bild: PTB)
Am heutigen Freitag entscheidet die 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht in Versailles über die Neufassung des internationalen Einheitensystems. Damit ändert dieses Komitee der Naturwissenschaftler das Konzept der Basiseinheiten fundamental. Das Gremium legt nämlich die Werte von sieben Naturkonstanten exakt fest und leitet dann die sieben SI-Basiseinheiten davon ab.
Merkwürdigkeiten, dass Veränderungen eines Platin-Iridium-Zylinders in Paris direkt das Kilogramm weltweit beeinflussen, sind damit ein Kuriosum der Geschichte. Die Zeiten, in denen Forscher durch Optimierungen ihrer Messmethoden die Lichtgeschwindigkeit ändern können, haben ebenso geendet.
Grundkonstanten
Heute beschlossen und voraussichtlich ab dem 20. Mai 2019, dem Weltmetrologietag, in Kraft, bestimmen die Lichtgeschwindigkeit, das Planck'sche Wirkungsquantum und die Avogadro-Konstante künftig das Meter, das Kilogramm und das Mol. Nachprüfbar und unverrückbar sind diese Werte überall im bekannten Universum. Falls die Menschheit ihre Messtechnik in Zukunft weiter verbessern kann, ändern sich die Werte der Naturkonstanten nicht, sie bleiben wie der Name schon sagt: konstant. Änderungen betreffen dann die Basiseinheiten im Vergleich zu früheren Werten.
Weitere für das neue SI-Einheitensystem festgelegte Naturkonstanten sind die Elementarladung, mit deren Hilfe das Ampere definiert wird, und die Boltzmann-Konstante, über die das Kelvin bestimmt wird. Der Sekunde liegt die Frequenz des Hyperfeinstrukturübergangs des Grundzustands im 133-Cäsiumatom zu Grunde und die Lichtstärke-Einheit Candela (Betonung auf der zweiten Silbe) bezieht sich auf das photometrische Strahlungsäquivalent einer monochromatischen Strahlung der Frequenz 540 mal 10 hoch 12 Hertz.
Weg frei
Tatsächlich gelten diese Zusammenhänge für Sekunde, Meter und Candela schon länger, für Kilogramm, Ampere, Kelvin und Mol und damit für das gesamte SI-Einheitensystem wird dieser Schritt nun erstmals vollzogen.
Wie die Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB meldet, steckt in der neuen Definition auch eine "gute Zusatznachricht für alle exportorientierten Staaten": Einem regen Handel mit Marsianern und anderen Auswärtigen steht nun nichts mehr im Wege. (agr)
