Abo
  • Services:

Rund, runder - ein Kilogramm

Wissenschaftler wollen mit Silizium-Kugeln das Kilogramm neu definieren

Ein Kilogramm? Das ist ein Liter Wasser. Oder: das Urkilogramm, ein knapp 4 cm hoher Zylinder aus Platin und Iridium, der vom "Internationalen Büro für Maß und Gewicht" bei Paris in einem Safe unter Verschluss gehalten wird. Doch jetzt wird das Kilogramm neu bestimmt - anhand zweier Kugeln aus Silizium, die in der Braunschweiger Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) aufbewahrt werden.

Artikel veröffentlicht am ,

Ziel der Wissenschaftler ist es, das Kilogramm auf eine Naturkonstante zurückzuführen: das Atomgewicht von Silizium 28, also die Masse von Silizium-28-Atomen. Dazu haben sie zwei Kugeln aus diesem Material fertigen lassen. Das Kilogramm ist die letzte von sieben Grundeinheiten, die noch nicht durch eine Naturkonstante definiert ist. So ist eine Sekunde inzwischen durch die Atomschwingungen von Cäsium definiert, ein Meter durch die Strecke, die Licht in einer bestimmten Zeit zurücklegt.

Die beiden Silizium-Kugeln (Quelle: PTB)
Die beiden Silizium-Kugeln (Quelle: PTB)
Inhalt:
  1. Rund, runder - ein Kilogramm
  2. Rund, runder - ein Kilogramm

Die Kugeln sind ein Superlativ: Fünf Jahre hat es gedauert, sie herzustellen. Zunächst wurde in Russland das Material gewonnen: das Silizium-Isotop Silizium 28. Es musste hochrein sei, also möglichst wenig Verunreinigungen durch andere Atome aufweisen. Die in russischen Isotopentrennungsanlagen hergestellten sechs Kilogramm bestehen zu 99,994 Prozent aus Silizium 28.

Anschließend wurde daraus am Berliner Institut für Kristallzüchtung ein sogenannter Einkristall gezüchtet. Alle Atome sind also in einem einzigen Kristallgitter angeordnet. Spezialisten in Australien haben aus diesem Kristall dann zwei Kugeln mit einem Durchmesser von 9,37 cm geschliffen. Dabei sind die Kugeln wahrscheinlich runder als alle ihre Vorgängerinnen: Die Abweichungen der Strecke zwischen dem Mittelpunkt der Kugel und ihrer Oberfläche beträgt an keiner Stelle mehr als 30 Nanometer (30 Millionstel Millimeter). Preislich können denn auch nicht einmal Luxusgegenstände mit ihnen konkurrieren: Allein das Grundmaterial hat einen Wert von 1,2 Millionen Euro. Jede Kugel kostet rund 1 Million Euro.

Nun werden die Wissenschaftler die Kugeln in einer Vakuumkammer mit Hilfe von hochpräzisen Geräten genau vermessen: die Oberflächentopographie, das Volumen und die Masse, dazu das Volumen einzelner Atome und deren Abstand im Kristallgitter. Diese Messungen - es werden mehrere tausend sein - nehmen voraussichtlich zwei Jahre in Anspruch. Dann sind die Wissenschaftler in der Lage, aus dem Volumen und der Masse der Kugel sowie aus dem Volumen eines Atoms die Anzahl der Atome in der Kugel zu berechnen.

Rund, runder - ein Kilogramm 
  1. 1
  2. 2
  3.  


Anzeige
Hardware-Angebote
  1. und 4 Spiele gratis erhalten
  2. mit Gutschein: HARDWARE50 (nur für Neukunden, Warenwert 104 - 1.000 Euro)

Karl-Heinz 07. Apr 2011

Was hat jetzt Christoph Daum damit zu tun?!?

knockyy 22. Apr 2008

Jetzt noch 3 Löcher rein und es wärne perfekte Bowlingkugel

omfglol!!! 20. Apr 2008

Verschwinde in deine Mupfel ;-)

Autor 17. Apr 2008

Das sehe ich anders. Z.B.: R = U/I Jetzt kannst Du mir mal bitte erklären, wie Du aus...

me2 17. Apr 2008

Das Problem des Wassers ist, dass es empfindlich gegenüber Temparaturschwankungen und...


Folgen Sie uns
       


Nintendo E3 2018 Direct - Golem.de Live

Wir zeigen uns enttäuscht von fehlenden Infos zu Metroid 4, erfreut vom neuen Super Smash und entzückt vom neuen Fire Emblem.

Nintendo E3 2018 Direct - Golem.de Live Video aufrufen
Windenergie: Wie umweltfreundlich sind Offshore-Windparks?
Windenergie
Wie umweltfreundlich sind Offshore-Windparks?

Windturbinen auf hoher See liefern verlässlich grünen Strom. Frei von Umwelteinflüssen sind sie aber nicht. Während die eine Tierart profitiert, leidet die andere. Doch Abhilfe ist in Sicht.
Ein Bericht von Daniel Hautmann

  1. Hywind Scotland Windkraft Ahoi

Segelschiff: Das Vindskip steckt in der Flaute
Segelschiff
Das Vindskip steckt in der Flaute

Hochseeschiffe gelten als große Umweltverschmutzer. Neue saubere Antriebe sind gefragt. Der Norweger Terje Lade hat ein futuristisches Segelschiff entwickelt. Doch solch ein neuartiges Konzept umzusetzen, ist nicht so einfach.
Ein Bericht von Werner Pluta

  1. Energy Observer Toyota unterstützt Weltumrundung von Brennstoffzellenschiff
  2. Hyseas III Schottische Werft baut Hochseefähre mit Brennstoffzelle
  3. Kreuzschifffahrt Wie Brennstoffzellen Schiffe sauberer machen

Cruijff Arena: Ed Sheeran singt mit Strom aus Nissan-Leaf-Akkus
Cruijff Arena
Ed Sheeran singt mit Strom aus Nissan-Leaf-Akkus

Die Johann-Cruijff-Arena in Amsterdam ist weltweit das erste Stadion, das seine Energieversorgung mit einem Speichersystem sichert, das aus Akkus von Elektroautos besteht. Der englische Sänger Ed Sheeran hat mit dem darin gespeichertem Solarstrom schon seine Gitarre verstärkt.
Ein Bericht von Dirk Kunde

  1. Energiewende Warum die Bundesregierung ihre Versprechen nicht hält
  2. Max Bögl Wind Das höchste Windrad steht bei Stuttgart

    •  /