Mühevolles Zählen von Atomen für eine neue Definition
Paris/Braunschweig, 25. August 2008, www.ne-na.de - Der Blick auf die Waage, von vielen Menschen gehasst und gefürchtet. Schonungslos offenbart sie uns die Wahrheit und das auf den Bruchteil eines Kilogramms genau. Doch womit wird unsere Körpermasse während des Wiegens eigentlich verglichen? Die Antwort: Mit dem berühmten Urkilogramm aus Paris. Im Internationalen Büro für Maß und Gewicht http://www.bipm.org. lagert der rund vier Zentimeter hohe Zylinder aus Platin und Iridium. Und alle Länder, die ihre Waagen nach dem so genannten metrischen Einheiten-System ausrichten, sind im Besitz einer exakten Kopie dieses 120 Jahre alten Gewichts.
Doch mittlerweile taucht ein gravierendes Problem auf: Das Urkilogramm beginnt zu bröckeln. Bislang hat es zwar nur 0,00005 Gramm seiner Ursprungsmasse verloren, dennoch zeigen sich alle Verantwortlichen alarmiert und tüfteln an einer alternativen Definition. Denn wer heute eine Tonne Weizen kauft, bekommt 50 Milligramm weniger als noch vor 100 Jahren. Eigentlich undramatisch, doch fiele der Pariser Platinklotz gar auf den Boden, so würde das den Super-Gau für Waagen einleiten.
Zu den Wettstreitern um eine neue Definition gehören auch die Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig http://www.ptb.de. Sie hüten bislang den deutschen Prototyp des Kilogramms, sind aber nach Kräften darum bemüht, der Menschheit nach 120 Jahren endlich einen Nachfolger zu bescheren. Im so genannten Avogadro-Experiment geht es darum herauszufinden, wie viele Atome in einer nahezu perfekten Kugel aus Silizium stecken. „Ein Kilogramm ist gleich der Masse von N Siliziumatomen“, könnte die daraus resultierende Definition lauten. Jedes Labor mit Werkzeugen zum Zählen von Atomen wäre dadurch in der Lage, sich eine eigene Referenz-Masse zu basteln.
Eine feste Größe ist das Gewicht trotzdem nicht, denn auf derselben Waage wiegen wir an unterschiedlichen Orten der Erde unterschiedlich viel, am Äquator weniger als an den Polen. Zu erklären ist dieses Phänomen mit der Form der Erde: Sie ist zu den Polen hin abgeflacht, die Distanz zum Erdmittelpunkt ist dadurch kürzer und die Gravitationskraft stärker. Reisen wir also mit der Waage im Gepäck an den Äquator, so liefert uns sie uns dort ein viel freundlicheres Ergebnis. Dort sind wir ungefähr um einen halben Prozent leichter. Ein kleine Schmeichelei für unser Ego, für Industrieunternehmen hingegen ein kostspieliger Effekt, denn sie müssen die Waagen jeweils nach den Gravitationseigenschaften des Einsatzgebietes nachjustieren.
Branchenvertreter kennen das Problem. „Unsere Waagen funktionieren deshalb folgendermaßen: Eine Saite im Inneren wird durch einen Erregerstrom in Eigenschwingung versetzt. Während des Wiegens ändert die Kraft des Objekts die Spannkraft der Saite und verändert deren Frequenz. Eine zweite schwingende Saite dient als Vergleichsmaß. Da die Gravitationskräfte gleichmäßig auf beide Massen wirken, können die Waagen weltweit ohne Nachjustierung eingesetzt werden“, so der Schweizer Waagenexperte Reto Gianotti von Pesa http://www.pesa.ch.
Für nervenschwache Menschen, die sich dem Anblick ihres realen Gewichts nur vorsichtig nähern wollen, hat die englische Designerin Alice Wang http://www.alice-wang.com eine spezielle Waage entwickelt. Je weiter Außen man steht, desto geringer fällt das angezeigte Gewicht aus. An die Realität kann sich der Benutzer im wahrsten Sinne des Wortes langsam herantasten.
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