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Aktuelles

2018-11-30

Neudefinition Des Kilogramms - Eine Revolutionäre Änderung Des Si-systems

 
Das Kilogramm-Massenormal in Form eines zylindrischen Gewichts aus Platin- und Iridiumlegierung, das in Sevres gelagert wird, ist Geschichte. Anlässlich der Generalkonferenz über Masse und Gewichte, die am 16. November 2018 in Versailles stattfand, akzeptierten die Vertreter der wissenschaftlichen Gemeinschaften aus aller Welt die Neudefinition des Kilogramms, die am 20. Mai 2019 in Kraft treten wird.

Das bestehende Massennormal des Kilogramms und seine Kopien verändern ihre Masse über Jahre hinweg. Trotz der mehrschichtigen Hülle konnte das Artefakt nicht vor äußeren Umgebungsbedingungen geschützt werden. Das Gewicht des Sevres-Massennormals und die Massen seiner Kopien können sich um bis zu 50 Mikrogramm unterscheiden!


Source: http://www.bipm.org/en/bipm/mass/ipk/#verifications

Ein scheinbar geringes Missverhältnis ist für Metrologen, die sich mit Messungen auf höchstem internationalem Niveau befassen, von Bedeutung.

Das Kilogramm hat seinen aktuellen Wert beibehalten, aber die neue Definition seiner Bestimmung basiert auf grundlegenden physikalischen Konstanten, deren Invarianz durch die Ursache der physikalischen Gesetze garantiert ist. Die neue Definition ist viel präziser durch die Verknüpfung mit der Planck-Konstante, die sich weder zeitlich noch räumlich ändert.

Die neue Kilogramm-Definition nach dem Zentralamt für Maße:
Das Kilogramm, Symbol kg, ist die SI-Einheit der Masse. Es wird definiert, indem der feste numerische Wert der Planck-Konstante h auf 6.62607015×10−34 festgelegt wird, wenn er in der Einheit J⋅s ausgedrückt wird, die gleich kgm2s−1ist, wobei der Meter und die Sekunde durch c und ΔνCs definiert sind.
 
Das grundlegende Werkzeug der neuen Methode zur Kilogrammbestimmung ist eine sehr empfindliche Kibble-Waage, die ein elektromagnetisches Verarbeitungssystem verwendet. Das Gerät prüft, wie viel Energie benötigt wird, um eine bestimmte Masse zu kompensieren. Die Kraft des Elektromagneten ist direkt proportional zum Strom in den Spulen. Die Intensität und die Spannung sind miteinander verbunden, und die elektrische Ladung ist eine physikalische Konstante, die mit der Planck-Konstante verbunden ist.
 
Die Neudefinition wird keinen Einfluss auf den Alltag haben - Küchenwaagen müssen nicht kalibriert werden, ein Kilogramm Mehl wiegt immer noch dasselbe, die Größe von Produktverpackungen ändert sich nicht. Auch das gesetzliche Messwesen wird wie bisher funktionieren. Für nationale Institutionen und Forscher ist sie jedoch eine Revolution.

Die Neudefinition des Kilogramms ist ein gewaltiger Sprung nach vorn in der Geschichte von Wissenschaft und Technik. Alle grundlegenden und abgeleiteten Einheiten sind universelle physikalische Konstanten, die sich in Zeit und Raum nicht ändern und nicht durch äußere Faktoren begrenzt sind. Der technologische Fortschritt, der zur Entwicklung von Messgeräten führen wird, wird keine weiteren Neudefinitionen erzwingen.

Die Bestimmungen der Allgemeinen Konferenz der Maßnahmen in Versailles sind ein wunderbarer Effekt der friedlichen Zusammenarbeit aller Länder, die eine neue, universelle und zeitlose Definition des Kilogramms, einer grundlegenden Masseneinheit, akzeptiert haben.

Das Zentralamt für Maße in Warschau hat, der neuen Realität angepasst, den automatischen Vakuum-Massekomparator AVK-1000 der Firma RADWAG gekauft. Die Verwendung einer solchen innovativen Lösung garantiert die richtige Genauigkeit und Unsicherheit beim Vergleich des Massennormals von 1 Kilogramm und seiner Ableitungen. Die Notwendigkeit, einen Vakuum-Massekomparator zu haben, wird bald ein Standard für alle nationalen metrologischen Institute weltweit werden, alle diese Institute werden verpflichtet sein, Messungen mit der Genauigkeit durchzuführen, die nur durch eine solche Lösung möglich und garantiert ist.

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