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Die teuersten Kugeln der Welt

Das von der PTB koordinierte, internationale Avogadro-Projekt geht mit zwei neuen, isotopenangereicherten Siliciumkugeln auf seine letzte Etappe.

Von den neuen Kugeln erhoffen sich die Wissenschaftler nun den entscheidenden Durchbruch bei der Bestimmung der Avogadro-Konstanten, also der Zahl der Teilchen in einem Mol Stoffmenge. Mit den bisherigen Kugeln aus einem Silicium-Isotopenmix konnte die Genauigkeit, die für eine Neudefinition des Kilogramms erforderlich wäre, nicht erzielt werden.

Am 10. April 2008 kamen die beiden 28SI-Kugeln von der letzten Station ihres Produktionsprozesses aus Australien in die PTB. Nachdem der Siliciumrohstoff aus Russland im Institut für Kristallzüchtung, Berlin, zu einem zylindrischen Einkristall verarbeitet worden war, hatten australische Kollegen am Nationalen Metrologieinstitut in Sydney den letzten Produktionsschritt in Händen: die Siliciumkörper zu perfekten Kugeln zu polieren. Eine PTB-Aufgabe wird es nun sein, die Topographie, das Volumen und die Masse der Kugeln mit kleinsten Messunsicherheiten zu bestimmen. So wird für den Kugelradius von rund 5 cm eine Messunsicherheit von 0,1 nm gefordert (das entspricht der Dicke einer monoatomaren Schicht) und für die Masse der etwa 1 Kilogramm schweren Kugel eine Unsicherheit von 5 µg.

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