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Bestätigung der Ergebnisse für die Massebestimmung der 28Si-Kugeln AVO28-S5c und AVO28-S8c

24.10.2018

Im Rahmen von Vergleichsmessungen zu den Ergebnissen der Bestimmungen der Avogadro- und der Planck-Konstanten mit Hilfe der ersten zwei aus hochangereichertem Silizium (Anreicherungsgrad für 28Si: > 99,99 %) hergestellten einkristallinen Silizium-Kugeln AVO28-S5c und AVO28-S8c [1] wurde auch die Masse der Kugeln im Vakuum erneut bestimmt.

Hierzu wurden Messungen mit Hilfe eines Massekomparators (Typ Sartorius CCL1007) in einem Druckbereich zwischen 4 ⋅ 10-5 hPa und 6 ⋅ 10-6 hPa ausgeführt. Spezielle Sorptionskörper aus Platin-Iridium dienten als Transfernormale zwischen der Masse eines Kilogrammprototyps in Luft und der Masse der 28Si-Kugeln im Vakuum [2]-[4].

Bild 1 zeigt eine Zusammenfassung der aktuellen Ergebnisse und einen Vergleich mit den Ergebnissen der Messungen aus den Jahren 2013/14. Im Unterschied zu den vorangegangenen Messungen wurden die Wiederholungsmessungen mit einem anderen Massekomparator, einem veränderten Messablauf und einer aktualisierten Rückführung auf die Kilogrammprototypen des Internationalen Büros für Maß und Gewicht (BIPM) ausgeführt. Die Messergebnisse stimmen innerhalb der angegebenen Standardunsicherheiten (k = 1) überein und bestätigen damit die bisherigen Ergebnisse der PTB sowie die Referenzwerte für die 28Si-Kugeln AVO28-S5c und AVO28-S8c [1].

 

Bild 1: Ergebnisvergleich der Massebestimmungen im Vakuum für die 28Si-Kugeln AVO28-S5c und AVO28-S8c. Die angegebenen Unsicherheitsbereiche entsprechen den Standardunsicherheiten (k = 1) der jeweiligen Messungen. Der Einfluss der Reproduzierbarkeit der Reinigung auf die Masse der Siliziumkugeln beträgt 3 µg (Standardunsicherheit) und ist in den angegebenen Unsicherheitsbereichen nicht enthalten.

 

Literatur:

[1]    Azuma, Y.; Barat, P.; Bartl, G.; Bettin, H.; Borys, M.; Busch, I.; Cibik, L; D’Agostino, G.; Fujii, K .; Fujimoto, H.; Hioki, A.; Krumrey, M.; Kuetgens, U.; Kuramoto, N.; Mana, G.; Massa, E.; Meeß, R.; Mizushima, S.; Narukawa, T.; Nicolaus, A.; Pramann, A.; Rabb, S. A.; Rienitz, O.; Sasso, C.; Stock, M.; Vocke Jr., R. D.; Waseda, A.; Wundrack, S.; Zakel, S.: Improved measurement results for the Avogadro constant using a 28Si-enriched crystal. Metrologia 52 (2015), pp. 360–375; Opens external link in new windowLink
[2]    Davidson S, Brown S and Berry J: A report on the potential reduction in uncertainty from traceable comparisons of platinum–iridium and stainless-steel kilogram mass standards in vacuum. NPL Report CMAM 88 (2004), National Physical Laboratory, Teddington, pp. 1–24
[3]    Picard, A.: Mass determinations of a 1 kg silicon sphere for the Avogadro project. Metrologia 43 (2006), pp. 46–52, Opens external link in new windowLink
[4]    Picard, A.; Barat, P.; Borys, M.; Firlus, M. and Mizushima, S.: State-of-the art mass determination of 28Si spheres for the Avogadro project. Metrologia 48 (2011), pp. S112–9, Opens external link in new windowLink

Ansprechpartner:

Dr. Michael Borys, FB 1.8, AG 1.81, E-Mail: Opens window for sending emailmichael.borys(at)ptb.de