Kilogramm

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Die Masse ist – wie Länge und Zeit – von zentraler Bedeutung nicht nur für Wissenschaft und Technik, sondern auch für das öffentliche und wirtschaftliche Leben. Die Frage, wieviel Stück einer Sorte vorliegen, lässt sich bei gleichen Vertretern (Kolli) nicht nur durch Auszählen bestimmen, sondern stets auch über einen Vergleich zwischen Einzel- und Gesamtmasse. Die Einheit, mit der die Masse bestimmt wird, ist hier naturgemäß unwichtig. Wenn die ermittelte Menge jedoch auf eine andere Größe bezogen wird, beispielsweise auf eine Geldmenge, dann spielt die Einheit der Masse natürlich eine entscheidende Rolle.

Im Norddeutschen Bund wurden die Normalmaaße und Normalgewichte aus dem im Besitze der Königlich Preußischen Regierung befindlichen Urmaaß bzw. Urgewicht „abgeleitet und richtig erhalten“ (Gesetz vom 17. August 1868). Damit war das Eichwesen grundsätzlich geregelt. Sowohl das Urmaaß als auch das Urgewicht waren 1863 bzw. 1860 am „Mètre des Archives“ bzw. am „Kilogramme prototype“ des (mittlerweile) kaiserlichen Archivs zu Paris kalibriert bzw. justiert worden. Offenbar hatte es schon vor der Unterzeichnung der Meterkonvention im Jahr 1875 Bemühungen um eine internationale Vereinheitlichung der Maaße und Gewichte gegeben.

Zugleich wurde im Artikel 6 der „Maaß- und Gewichtsordnung“ die Einheit der Masse, das Kilogramm, aus dem vereinbarten Längenmaß abgeleitet, mit dem ja auch Körpermaße wie das Liter etc. verbunden sind: „Die Einheit des Gewichts bildet das Kilogramm (gleich zwei Pfund). Es ist das Gewicht eines Liters destillirten Wassers bei + 4 Gr. des hunderttheiligen Thermometers.“ Dieser Teil des Gesetzes hatte offenbar keine eichrechtliche Bedeutung, woraus sich ableiten lässt, dass der unabhängigen Reproduktion des Normalgewichtes aus einem geometrisch bestimmten Körper weniger Vertrauen geschenkt wurde, als der „Great chain of standards“, welche stets in der königlichen Asservatenkammer beginnen und dort auch wieder enden (bzw. von vorne beginnen) musste.

An dieser Situation hat sich bis heute nichts Grundsätzliches geändert: „Das Kilogramm ist die Einheit der Masse; es ist gleich der Masse des Internationalen Kilogrammprototyps (IPK).“ Dieser war mit zwei weiteren Exemplaren in einer 90Pt-10Ir-Legierung hergestellt und 1879 als beste Kopie des Urkilogramms, also des „Kilogramme des Archives“, festgestellt worden und diente seitdem ununterbrochen als internationales Massenormal.

Diese Situation wird aus zweierlei Gründen als unbefriedigend empfunden. Erstens handelt es sich dabei um eine jener willkürlichen Festlegungen, die mit der Einführung des dezimalmetrischen Systems eigentlich überwunden werden sollten. Und zweitens zeichnet sich durch periodische Vergleichsmessungen ab, dass die Massen der weltweit verbreiteten Kopien dieses Internationalen Kilogrammprototyps von 1878 langsam aber sicher auseinanderdriften und dass insbesondere dessen Masse im zurückliegenden Jahrhundert offenbar ca. 50 µg gegenüber seinen offiziellen Kopien verloren hat.

Welche der Ausführungen in welchem Ausmaß instabil sind, das kann nur durch einen Vergleich mit einer Naturkonstanten wie dem Wirkungsquantum oder einer Atommasse definitiv geklärt werden. Entsprechende Projekte laufen unter den Namen „Watt-Waage“ und „Avogadro-Projekt“. Dabei bemüht man sich, die relative Unsicherheit der Rückführung der Masseeinheit auf Naturkonstanten auf unter 10 ppb zu bringen.