Physikalisch-Technische Bundesanstalt

19. Juni 2007, Congress Saal, Stadthalle Braunschweig
Eintritt ist frei

Das Symposium erläutert aktuelle Entwicklungen in der Physik des Massebegriffs und behandelt Tendenzen der bevorstehenden Neudefinition des Kilogramms. Es orientiert sich inhaltlich an den folgen-den drei Gesichtspunkten:

• Die physikalische Größe "Masse" konnte seit ihrer Einführung durch Newton und Galilei eine 300-jährige beispiellose Erfolgsgeschichte in der klassischen Physik aufweisen. An deren Ende fand das Prinzip der Äquivalenz von schwerer und träger Masse vor 100 Jahren seine Krönung beim Aufbau der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) durch Einstein. Indessen wird die ART und das Äquivalenzprinzip bis in die Gegenwart hinein theoretisch und experimentell hinterfragt. Auch die Rätsel neu entdeckter kosmischer Formen dunkler Energie und dunkler Masse stellen die Physik vor Fragen grundsätzlicher Natur.
• Einen neuen und gänzlich andersartigen Zugang zum Massebegriff hat die andere große Theorie des vergangenen Jahrhunderts, die Theorie der Elementarteilchen, durch die Aufklärung der Struktur der Bausteine von Atomen und Kernen und, jüngst, durch den erstmaligen Nachweis der Berechenbarkeit der Masse von Protonen und Neutronen eröffnet. Beide machen allein 99% der sichtbaren Materie aus. - Dagegen ist die Natur der dunklen Masse und Energie, die den größten Teil von Masse und Energie des Universums ausmacht, noch weitgehend unverstanden.
• Gleichzeitig diskutiert die Metrologie eine Neudefinition der Einheit der Masse, des Kilogramms (kg), an Hand zweier Vorschläge:

A)  "The kilogram is the mass of a body whose equivalent energy is equal to that of a number of photons whose frequencies sum up to exactly [(299792458)2/662 60693] x 10⁴¹ hertz." und
B)  ")The kilogram is (6.022 141 5 x 10²³ / 0.012) times the rest mass of the 12C atom in the ground state."

Die Definition A wird realisiert durch den Abgleich mechanischer und elektromagnetischer Leistung bei der Wägung eines makroskopischen Körpers, indem das Signal des Abgleichs mittels zweier makro-skopischer Quanteneffekte als Vielfaches der Planckkonstante dargestellt wird. Die Realisierung von B beruht auf der unmittelbaren Zählbarkeit der Atome eines hochreinen Kristalls als Vielfaches der Avoga-drokonstante. Dies kennzeichnet den grundsätzlichen Unterschied der beiden Vorschläge. Die Auswahl A oder B lässt mögliche Entwicklungstendenzen bei zukünftigen Definitionen der SI Einheiten deutlich wer-den.

Der einführende Vortrag wird schwerpunktmäßig auf den Begriff der Masse im Rahmen des Standard Modells bezogen sein, der zweite Vortrag wird die Allgemeine Relativitätstheorie vor dem Hintergrund der Dunklen Energie hinterfragen. Die Erläuterung von Experimenten zur Äquivalenz von schwerer und träger Masse im Bremer Fallturm und beim beabsichtigten orbitalen Experiment STEP (Space Test of the Equi-valence Principle) schließen sich im dritten Vortrag an. Ansätze und Wege für Neudefinitionen der Einheit der Masse, das kg, bilden den Abschluss des Symposiums. - Im Mittelpunkt eines öffentlichen Abendvor-trags stehen kosmische Massen und Gravitonen.

Die Veranstaltung findet in der Stadthalle Braunschweig statt. Hier finden Sie das Programm 2007.