Auf dem Weg zum "wahren" Kilogramm

Das Kilogramm ist die einzige der sieben physikalischen Basiseinheiten, die noch anhand eines Prototyps bestimmt wird: Im Bureau International des Poids et Mesuresin der Nähe von Paris befindet sich das Ur-Kilogramm aus Platin und Iridium, das weltweit als Standard für Gewichtsmessungen benutzt wird. Alle anderen Einheiten werden über Naturkonstanten definiert, die Sekunde etwa über Schwingungen von Cäsium-Atomen, der Meter über die Lichtgeschwindigkeit.

Einer von zwei möglichen Wegen, das Kilogramm neu zu definieren besteht darin, die so genannte Avogadro-Konstante genauer als bisher zu messen. Diese Konstante, die nach dem italienischen Physiker Amadeo Avogadro benannt ist, bringt eine bekannte Anzahl von Atomen mit deren Masse in Verbindung. So bestehen zwölf Gramm Kohlenstoff mit der Massenzahl zwölf (ein Mol) aus 6,022 * 10^23 Atomen.

Peter Becker und seine Kollegen berichteten jetzt in der Zeitschrift Metrologia (Bd. 40, S. 271), dass sie die Zahl von Atomen in einer ein Kilogramm schweren Siliziumkugel zählten, um die Avogadro-Konstante zu bestimmen. Ihrer Messung zufolge besteht ein Mol aus genau 6,0221353*10^23 Atomen. Um das Kilogramm nun mit hinreichender Genauigkeit festlegen zu können, müssen die Braunschweiger Physiker die Messgenauigkeit allerdings noch um den Faktor zehn steigern. Zudem unterscheidet sich der gefundene Wert aus unbekannten Gründen um einen Millionstel Teil vom bislang empfohlenen Wert des Committee on Data for Science and Technology.