Was ist eigentlich genau ein Kilogramm? Forscher arbeiten jetzt an einer Kristallkugel, die das sogenannte Urkilogramm ersetzen soll. Lisbeth Schröder hat nachgewogen.
[slideshow_deploy id=’24266′]Die Welt ist getaktet: 60 Sekunden definieren eine Minute, ein Code beschreibt eine Farbe, 250 Gramm Butter gehören in den Kuchen. Doch warum steht das alles fest? Am Montag versuchte Detlef Schiel, Forscher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig (PTB), in nur 76 Minuten den Chemie-Studierenden der FU in einer Gastvorlesung, seinen Forschungsgegenstand näher zu bringen: Das sogenannte Urkilogramm.
Dabei handelt es sich um ein Gewicht aus Platin und Iridium in Paris, an dem sich das ganze Maßsystem orientiert. Dieses müsse nach der Meinung von Schiel und seinen Forscherkollegen abgelöst werden, denn es hat ein Manko: „Es kann herunterfallen, gestohlen werden oder – was noch schlimmer ist: Es kann sich verändern“, so Schiel. Dann gäbe es keinen Maßstab mehr dafür, wie viel genau ein Kilo wiegt. Nun versuchen die Forscher an der FU ein reproduzierbares Standard-Kilogramm einzuführen, das die Menschheit unabhängiger von diesem vor Jahrhunderten hergestellten Klotz machen soll.
Warum das Kilogramm neu bestimmt werden muss
In der Veranstaltung erklärt Schiel, dass das UrKilogramm, der Dino unter den Gewichten, erst drei Mal aus seiner Aufbewahrung unter mehreren Glaskuppeln hervorgeholt wurde. Bei der Bestimmung wurden kleine Unstimmigkeiten festgestellt: Es handle sich zwar nur um etwa 50 Mikrogramm, die es in 100 Jahren an Gewicht variierte. Das reiche aber schon für schwerwiegende Fehler aus. Schiel verweist als Beispiel auf den Absturz einer 125 Millionen Dollar teuren Marssonde, die aufgrund eines Rechenfehlers im Jahr 1999 abstürzte. Was also, wenn solch ein Rechenfehler aufgrund unterschiedlicher Maßdefinitionen des Kilogramms geschieht?
Und so stürzen sich nun Wissenschaftler aus aller Welt auf die Neudefinition: In Russland wird das Silizium, der Stoff aus dem das neue Kilogramm besteht, angereichert und schließlich nach Deutschland gebracht, wo es erstmal am Institut für Kristallzüchtung in Kristallform gepresst wird. Durch Schneidungsprozesse entsteht dann eine Kugel. Um nachzuweisen, dass sie aus einer festen Anzahl von Atomen besteht, wodurch das Kilogramm eigentlich definiert wird, müssen die Forscher aus Braunschweig verschiedene Messschritte durchführen. Das macht Detlef Schiel unter anderem an der FU. Hier werden die seit Februar neu eingerichteten Labore genutzt, erzählt der Organisator Sebastian Hasenstab-Riedel stolz. Zu diesem Anlass entstand die Idee zu diesem Thema eine einmalige Vorlesung einzuschieben.
Werden wir jetzt alle schwerer?
Die Studierenden lauschen Schiels Vortrag gespannt. Doch zum Schluss gibt er Entwarnung: „Was verändert sich für den Chemiker?“, steht auf der letzten Folie, gefolgt von einem fett gedruckten „Nichts.“ Auch die Normalverbraucher müssen nicht plötzlich die Waagen austauschen oder mit 50 Nanogramm mehr für den Kuchen rechnen. Aber für haargenaue Berechnungen braucht man eine Referenzgröße, falls etwas mit dem Urkilogramm passiert: Die Herstellungsschritte sind nicht genau beschrieben, es wäre dann für immer verschwunden. Deshalb versuchen die Forscher, ein immer wieder neu erstellbares Kilogramm herstellen. Auf das kleinste Atom genau.
Die Studierenden freut die Vorlesung zum aktuellen Thema: „Das ist ein komplett neues Gebiet für mich und ich wollte mal schauen, was so der neuste Stand ist“, erzählt ein Chemiestudent, der schon 20 Minuten vor der Vorlesung anzutreffen ist. Auch Hasenstab-Riedel ist zufrieden: Er freut sich, dass die freiwillige Vorlesung für die anorganischen Chemie an diesem Tag ungewöhnlich gut besucht war.
