Wie viel wiegt ein Kilogramm?

Das Urkilogramm in Paris definiert, was unter einem Kilogramm zu verstehen ist.

Bis ins 18. Jahrhundert gab es in Europa viele verschiedene Maßeinheiten und -systeme. Selbst innerhalb der Landesgrenzen war zum Beispiel die Elle unterschiedlich lang. Das Chaos fand zuerst in Frankreich ein Ende. Von der Französischen Revolution ging die Idee aus, natürliche Einheiten als Maßsysteme zu benutzen. So wurde der Meter als 40-millionster Teil eines Erdmeridians bestimmt. Das Kilogramm wurde zunächst als Masse eines Liters (dm3 ) Wasser bei maximaler Dichte (also bei 3,98°C) und gegebenem Druck definiert.

1889 wurde mit dem entsprechenden formellen Beschluss der 1. Generalkonferenz für Maß und Gewicht der Wechsel der Definition des Kilogramms zu der des Internationalen Kilogrammprototyps (Urkilogramm) vollzogen. Es handelt sich um einen Zylinder von 39 Millimeter Höhe und 39 Millimeter Durchmesser, der aus einer Legierung von 90 % Platin und 10 % Iridium besteht. Seither bildet dies den weltweit einzigen Referenzwert für die Maßeinheit Kilogramm. Es wird in einem Tresor des Internationalen Büros für Maß und Gewicht (BIPM) in Sèvres bei Paris aufbewahrt. Das Ur-Kilogramm ist die letzte international gültige Einheit, die noch durch einen Prototyp-Körper dargestellt wird.

Länder, die dem metrischen System beigetreten sind, also die Meterkonvention unterschrieben haben, sind im Besitz von Kopien dieses Urkilogramms. Das Internationale Komitee für Maß und Gewicht (CIPM) entscheidet darüber, wann diese nationalen Kopien mit dem Urkilogramm verglichen werden.

Schlankheitskur für das „Ur-Kilo“?

Gegenüber dem Durchschnittsgewicht von sechs zur gleichen Zeit hergestellten, offiziell anerkannten Kopien hat das Standard-Kilo im Laufe der Jahre um rund 50 Mikrogramm, also 50 Millionstel Gramm, abgenommen. Über die genauen Gründe ist man sich noch nicht ganz im Klaren, es könnte z.B. von Reaktionen an der Oberfläche des Zylinders herstammen, oder von einem Gasverlust des Metalls.

Um auch in Zukunft ein absolut „perfektes“ Kilogramm als Referenzwert zu haben, arbeiten Wissenschaflter im internationalen Wettstreit daran, ein unveränderbares Urkilogramm zu definieren, das nicht mehr von einem Metallklotz abhängig ist.

silicon_sphere_for_avogadro_project Einige Forscher sind dabei schon sehr nah dran am perfekten Rezept. Sie entwickeln die bislang rundesten und glattesten Kugeln der Welt. Diese perfekten Kugeln allein machen aber noch kein neues Urkilogramm aus. Deshalb wollen sie die Atome in den Siliziumkugeln zählen. Denn Atome ändern ihre Masse nicht. Ist die Anzahl der Atome in einer dieser Kugeln bestimmt, wird die Kugel gewogen und so ermittelt, was ein Atom wiegt. Dann wüsste man, wie viele Atome für ein Kilogramm benötigt werden.

 

Selbst wenn ihnen das gelingt, ist es aber mehr als unsicher, ob das Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIMP) diese Methode als neuen Standard für das Kilogramm akzeptiert. Es gibt auch ganz andere Ansätze, etwa mit Magnetfeldern und elektrischen Kräften zu arbeiten. Der Wettlauf zum neuen Urkilo bleibt also spannend.

Fazit

Das Urkilogramm, welches in Paris aufbewahrt wird, definiert seit 1889 genau, was ein Kilo ist. Durch Gewichtsverlust über die Jahre befürchten Wissenschaftler jedoch eine Ungenauigkeit, der sie durch Erforschung von neuen Möglichkeiten der Kilodefinition entgegenwirken wollen.

Siehe auch: http://mediathek.daserste.de

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