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Das neue Maß aller Dinge

Das Kilogramm wurde in Versailles neu definiert

17. November 2018

Vertreter von 60 Staaten haben am Freitag den Umbau des Internationalen Einheitensystems beschlossen. Alle Delegierten sprachen sich auf der Generalkonferenz für Maße und Gewichte in Versailles dafür aus, Kilogramm, Ampere (Stromstärke), Mol (chemische Stoffmenge) und Kelvin (Temperatur) neu zu definieren.

Der Chef des internationalen Büros für Gewichte und Maße (BIPM – International Bureau of Weights and Measures) Martin J.T. Milton hält eine Replik des internationalen Kilogramm-Prototypen in der Hand. [Quelle: DPA, Christophe Ena]
Der Chef des internationalen Büros für Gewichte und Maße (BIPM – International Bureau of Weights and Measures) Martin J.T. Milton mit einer Replik des internationalen Kilogramm-Prototypen auf dem Tisch. [Quelle: DPA, Christophe Ena]

Durch die Entscheidung werden physikalische Einheiten über Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit, die Ladung des Elektrons oder das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt. Als "Meilenstein für den wissenschaftlichen Fortschritt" bezeichnete der Direktor des Internationalen Büros für Maße und Gewichte, Martin Milton, die Abstimmung in der französischen Stadt. Die Anwendung der Naturkonstanten biete eine stabile Grundlage für die Entwicklung neuer Technologien. An den jahrelangen Forschungen für das Internationale Einheitensystem (SI, französisch: Système international d`unités) waren auch Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig und Berlin beteiligt. Insgesamt arbeiteten einem PTB-Sprecher zufolge sicher einige Hundert Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker rund um den Globus an der Neuerung. Aus ihrer Sicht werden wesentliche Mängel in der Welt des Messens behoben. So unterschieden sich etwa das Ur-Kilogramm und seine Kopien zum Teil in ihrer Masse um ein halbes Mikrogramm (Millionstel Gramm) pro Jahr. Die Änderungen treten am 20. Mai 2019, dem Weltmetrologietag, in Kraft.

Der Chef des internationalen Büros für Gewichte und Maße (BIPM – International Bureau of Weights and Measures) Martin J.T. Milton hält eine Replik des internationalen Kilogramm-Prototypen in der Hand. [Quelle: DPA, Christophe Ena]
Der Chef des internationalen Büros für Gewichte und Maße Martin J.T. Milton hält eine Replik des internationalen Kilogramm-Prototypen in der Hand. [Quelle: DPA, Christophe Ena]

Revolution in Versailles

Zumindest in der Metrologie, der Wissenschaft vom präzisen Messen, ist seit Freitag nahezu alles auf den Kopf gestellt. Auf der Generalkonferenz für Maße und Gewichte in der französischen Stadt beschlossen die Vertreter von 60 Staaten ein neues Einheitensystem. Alle Delegierten sprachen sich dafür aus, Kilogramm, Ampere (Stromstärke), Mol (chemische Stoffmenge) und Kelvin (Temperatur) neu zu definieren. Als "Meilenstein für den wissenschaftlichen Fortschritt" bezeichnete der Direktor des Internationalen Büros für Maße und Gewichte, Martin Milton, die Abstimmung in Frankreich. Die Anwendung von Naturkonstanten biete eine stabile Grundlage für die Entwicklung neuer Technologien. Durch die Entscheidung werden physikalische Einheiten über Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit, die Ladung des Elektrons oder das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt. Das Votum für das Internationale Einheitensystem (SI, französisch: Système international d`unités) bedeutet aber nicht, dass Verbraucher sich neue Waagen kaufen müssen. Die Änderungen seien im täglichen Leben nicht bemerkbar, hatte Jens Simon, Sprecher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig, schon vor der Abstimmung gesagt. Ihm zufolge werden Mängel des bisherigen Systems beseitigt und eine universelle Sprache für eine hochtechnische Welt geschaffen.

Kilogramm bekommt neue Definition: Gespräch mit Jens Simon [5:38 Minuten]

Allein bei der PTB waren nach Angaben des Sprechers weit über 50 Forscher in den vergangenen Jahren an der Entwicklung beteiligt. Insgesamt kämen rund um den Globus sicher einige Hundert Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker von den großen nationalen Metrologieinstituten wie etwa dem National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA zusammen. Mit Mängeln im alten System ist unter anderem gemeint, dass das Ur-Kilogramm und seine Kopien sich zum Teil in ihrer Masse um ein halbes Mikrogramm (Millionstel Gramm) pro Jahr unterscheiden. Ein unhaltbarer Zustand für die Forscher. Bislang diente das seit Ende des 19. Jahrhunderts in einem Tresor in der Nähe von Paris verwahrte Ur-Kilo als Grundmaß aller Gewichte. Es hatte jedoch in den vergangenen Jahrzehnten an Masse verloren, ein Ersatz musste her. Auch weil viele andere Einheiten wie das Mol oder das Ampere vom Kilo abhängig waren. "Hat das Kilogramm ein Problem, haben es die anderen Einheiten automatisch auch", hieß es in einer der vielen PTB-Veröffentlichungen zum Thema. In einer Mess-Welt, die weder beim Nanometer (Millionstel Millimeter) noch bei der Femtosekunde (Millionstel einer Milliardstel Sekunde) aufhört, sind Schwankungen verpönt. Deshalb nun also die Einigung auf das Stabilste, was die Physik bisher kennt: Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit, die Ladung des Elektrons oder das Plancksche Wirkungsquantum bestimmen bald alle physikalischen Einheiten. So wird beispielsweise das Kilogramm bald mit Hilfe solcher Naturkonstanten definiert werden.

Die Änderungen treten am 20. Mai 2019, dem Weltmetrologietag, in Kraft. Da nicht alle Wissenschaftler nach Frankreich reisen konnten, wurde die Entscheidung per Livestream in einen Hörsaal in Braunschweig übertragen. PTB-Sprecher Simon, der die Konferenz in Versailles vor Ort verfolgte, war sich im Vorfeld sicher, dass die sonst eher nüchternen Wissenschaftler der Forschungsbehörde in Braunschweig dann auch mit einem Glas Sekt anstoßen.

Dieses Thema im Programm: Bremen, Zwei, 17. November 2018, 9:50 Uhr

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