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22.06.2017

Neue Waage für das Kilo

Das Ur-Kilogramm wird immer leichter. In hundert Jahren hat es 50 Millionstel Gramm verloren. Es ist ein vier Zentimeter kleiner Zylinder aus Platin und Iridium, der seit 1889 unter drei Glasglocken in einem Tresor bei Paris steht. Da sich alle Waagen auf der ganzen Welt über Umwege auf dieses Unikat beziehen, wird allenthalben, wenn auch nur minimal, falsch gewogen.

Denn während das Ur-Kilo immer leichter wird, bleiben baugleiche Kopien des Prototyps weltweit stabil. Da aber ja das Ur-Kilo das Maß aller Dinge ist, bedeutet das theoretisch, dass sie langsam schwerer werden. Deshalb ist ein neuer Standard nötig, der sich niemals verändert, nicht beschädigt werden oder gar verloren gehen kann. Deshalb wird 2018 auf der 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht in Paris ein neues „Kilogramm“ verabschiedet – eines, das nicht mehr über einen Gegenstand, eine physische Masse, definiert wird, sondern über eine Naturkonstante: die Planck-Konstante.

Die hochpräzise, stufenlos messende Planck-Waage, die von der TU Ilmenau und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt entwickelt wird, funktioniert nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation. Vereinfacht gesagt, wird ein zu wiegendes Massestück auf der einen Seite der Waage durch eine elektrische Kraft auf der anderen Seite aufgewogen.

Erstes selbstkalibrierendes Messgerät seiner Art

Diese elektrische Kraft ist untrennbar mit der Planck-Konstante verbunden und lässt sich so unmittelbar auf die neue Kilogramm-Definition zurückführen. Da die Waage das erste selbstkalibrierende Messgerät seiner Art ist, werden Masse-Normale, die bisher als Referenzmassen für die Kalibrierung von Waagen dienen, nicht benötigt. Ein weiterer Vorteil der Planck-Waage ist ihr großer Messbereich: Er reicht von einem Milligramm bis zu einem Kilogramm. Ende dieses Jahres wird ein erster Prototyp der Waage einsetzbar sein.

Die Planck-Waage wird weltweit zum Kalibrieren anderer Waagen dienen, damit diese mit der neuen Methode in Übereinstimmung gebracht werden. Sie wird aber auch direkt in der Industrie eingesetzt, um Gewichtsstücke zu messen.

Redaktion QZ
qz <AT> hanser.de

TU Ilmenau

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