SI-Neudefinition 2019 bindet Kilogramm an Planck-Konstante
Seit dem 20. Mai 2019 sind Kilogramm, Ampere, Kelvin und Mol über feste Werte von Naturkonstanten definiert. Das Kilogramm hängt nicht mehr am Prototyp von 1889, sondern an der Planck-Konstante.
Seit dem 20. Mai 2019 ist das Internationale Einheitensystem (SI) über festgelegte Zahlenwerte von Naturkonstanten definiert.1,4 Beschlossen hatte das die 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht am 16. November 2018 in Versailles;2,7,8 der Government Chemist nennt Paris als Ort des Treffens.4 Neu definiert wurden vier der sieben Basiseinheiten: Kilogramm, Ampere, Kelvin und Mol.4 Das Kilogramm hängt seither an der Planck-Konstante, deren Zahlenwert auf genau 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J s festgelegt ist.1 Ampere, Kelvin und Mol stützen sich auf die Elementarladung, die Boltzmann-Konstante und die Avogadro-Konstante.1,4
Bis dahin war das Kilogramm die letzte Einheit, die über einen Gegenstand definiert war.3 Dieser Gegenstand war der Internationale Kilogrammprototyp, ein Zylinder mit dem Beinamen „Le Grand K“, der in einem gesicherten Raum bei Paris lagert.2 Die Definition über ihn galt seit 1889.1 Gegossen wurde der Zylinder nach Science News 1879,2 nach dem Government Chemist entstand der Prototyp 1889.4 Das NIST datiert den Guss ebenfalls auf 1879.6 Eine Revision des SI in dieser Richtung hatte die 24. Generalkonferenz 2011 einstimmig vorgeschlagen.1 Im vergangenen Jahrhundert nahmen die meisten offiziellen Kopien des BIPM gegenüber dem Prototyp an Masse zu, im Mittel um rund 50 Mikrogramm in 100 Jahren.3 Ebenso kann der Prototyp gegenüber seinen Kopien Masse verloren haben; das NIST hält eine Verbindung aus beidem für am wahrscheinlichsten.3
Seit der Neudefinition ist die Masse des Prototyps selbst nicht mehr genau ein Kilogramm, sondern mit einer Unsicherheit von plus oder minus 10 Mikrogramm behaftet.2 Mit dem festen Wert der Planck-Konstante lässt sich Masse etwa mit einer bestimmen,2 einem Instrument, das die Planck-Konstante misst.4 Einen zweiten Weg verfolgt das internationale Avogadro-Projekt, dessen entscheidende Phase 2003 unter Koordination der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt begann.5 Es bestimmt die Avogadro-Konstante an einem Einkristall aus hoch angereichertem Silizium-28.5
Siehe auch
- Meterkonvention: 17 Staaten gründen 1875 in Paris das BIPM 1875 Der Vertrag, aus dem der Kilogrammprototyp von 1889 hervorging.
- Meter und Kilogramm aus Platin kommen 1799 ins Archiv 1799 Das erste Kilogramm aus Platin, an dem der Prototyp ausgerichtet wurde.
- Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschließt 2022 das Ende der Schaltsekunde 2022 Die nächste Generalkonferenz beschloss 2022 das Ende der Schaltsekunde.
Hierher verwiesen
- Meterkonvention: 17 Staaten gründen 1875 in Paris das BIPM 1875 Der Kilogramm-Prototyp, den die Konvention hervorbrachte, definierte die Masse bis 2019.
- Meter und Kilogramm aus Platin kommen 1799 ins Archiv 1799 Das Kilogramm, 1799 als Gegenstand hinterlegt, hängt seit 2019 an einer Naturkonstante.