05.07.2018, 19:45 Uhr

Braunschweig. Eine der Siliziumkugeln, mit deren Hilfe die PTB den Weg zu einem neuen Kilogramm beschritten hat, ist jetzt dauerhaft im Foyer des Rathauses ausgestellt – nahe dem Display, das schon seit langem die von der PTB-Atomuhr definierte und per Funk verbreitete gesetzliche Zeit der Bundesrepublik Deutschland anzeigt.

In Braunschweig wird nicht nur die Zeit "gemacht", sondern auch die Masse. Mit Kristallkugeln aus Silizium leistet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) einen wichtigen Beitrag zur Neudefinition des Kilogramms. Die Maßeinheit für Masse soll künftig nicht mehr durch ein "Ur-Kilogramm" verkörpert werden. Vielmehr wird es ein Rezept für ein Kilogramm geben. Wesentliche Zutat: Physikalische Konstanten wie die unveränderliche Masse von Atomen einer bestimmten Sorte.

[image=5e177338785549ede64e02e5]Eine der Siliziumkugeln, mit deren Hilfe die PTB den Weg zu einem neuen Kilogramm beschritten hat, ist jetzt dauerhaft im Foyer des Rathauses ausgestellt – nahe dem Display, das schon seit langem die von der PTB-Atomuhr definierte und per Funk verbreitete gesetzliche Zeit der Bundesrepublik Deutschland anzeigt. Die Kugel, ein Geburtstagsgeschenk der PTB an Oberbürgermeister Ulrich Markurth, besteht aus natürlichem Silizium. Aus Silizium lassen sich große Kristalle züchten, und in diesen lässt sich sehr genau zählen, wie viele Atome im Kristall "verbaut" sind. Eine Siliziumkristallkugel ist damit eine perfekte Zählmaschine für Atome und der Ausgangspunkt für eine neue Definition, was ein Kilogramm sein soll.

Die ausgestellte Kugel hat einen Durchmesser von etwa 93,6 Millimetern. Ihre maximale Abweichung von der idealen Kugelform beträgt weniger als zehn Nanometer (ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter). Ihre Masse? "Etwa" ein Kilogramm, heißt es bescheiden von den Metrologen der PTB. Denn die Kugel kommt der neuen Definition des Kilogramms schon ganz, ganz nahe – aber noch nicht nahe genug.

Deshalb experimentiert die PTB mittlerweile nicht mehr mit Kugeln aus natürlichem Silizium. Gemeinsam mit anderen metrologischen Instituten in aller Welt hat sie Kugeln aus hochreinem Silizium einer einzigen Isotopenart gefertigt, die eine noch einmal etwa um den Faktor zehn verbesserte Messpräzision ermöglichen - und die zur Neudefinition des Kilogramms erforderliche Messgenauigkeit erfüllen.

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