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Was ist ein Kilogramm?

Die Frage was ein Kilogramm sei, scheint seltsam. Im Alltag gehen wir schließlich souverän mit dieser Größe um. Aber woher wissen wir, was ein Kilogramm ist?

Die Antwort scheint wiederum einfach. Ein Kilogramm ist das, was eine Waage als ein Kilogramm anzeigt. Woher weiß allerdings die Waage was ein Kilogramm ist. Irgendjemand muss die Waage ja so geeicht haben, dass sie die richtigen Werte anzeigt.

Die Maßeinheiten sind reine Konvention. Wieviel ein Kilogramm ist, wie lange eine Sekunde dauert, das wurde irgendwann einfach bestimmt. Vorher gab es ein großes durcheinander, da alle Leute Zeit, Masse oder was auch immer, so gemessen haben wie sie wollten. Überregionale Vergleiche waren kaum möglich. Da kam man auf die Idee eine Größe verbindlich festzulegen. Zunächst legte man in Frankreich in Zeiten der Revolution den Meter auf den 40-millionstel Teil des Erdmeridians fest. Dann hat man mit dieser Größe das Kilogramm definiert. Wasser in einem Quader von 10cm Seitenlänge (also ein Liter Wasser) sollte einem Kilogramm entsprechen. Dies war jedoch keine sehr exakte Größe. Also entschloss man sich eine Art Urkilogramm herzustellen. So hat man dann ein Gewicht hergestellt, dass fortan festlegen sollte, was ein Kilogramm ist. Dabei handelt es sich um einen Zylinder aus einer Platin-Iridium-Legierung. Sämtliche genauen Messinstrumente gehen damit in ihrer Eichung auf dieses Urkilo zurück.

Leider gibt es ein Problem: Das Urkilo in Frankreich ändert sein gewicht. Nicht sehr viel, aber immerhin um 50 Microgramm. Dies kann für genaue Messungen ein großes Problem darstellen. Deshalb gibt es jetzt Bestrebungen, dass Kilo neu zu definieren. Bei der Definition sollen dann Naturkonstanten eine Rolle spiele, so wie es bei Länge und Zeit schon gemacht worden ist. Es gibt allerdings noch Streit darum, wie das Kilogramm definiert werden soll. Im wesentlichen gibt es zwei konkurrierende Ansätze: Die Wattwaage und die Siliziumkugel.

Bei der Wattwaage wird elektrische Leistung mit mechanischer Leistung verglichen. Bei den Messungen spielt das plankische Wirkungsquantum eine Rolle und damit eine Größe, die sehr exakt bestimmt werden kann. Bei der Siliziumkugel geht es darum eine Kugel aus Silizium herzustellen, die nur aus nicht-isotopen Atomen besteht und eine perfekte Kristallstruktur aufweist. Dann wird bestimmt wieviele Atome sich in der Kugel befinden und dann das Kilogramm über die Menge der Siliziumatome definiert. Diese Methode erreicht bisher allerdings nicht dieselbe Genauigkeit wie die Wattwaage.

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