Si-Einheiten (für Physik-Nerds)

2. Februar 2011 7 Von Jan-Martin Klinge

Messen und Maße? Wahrscheinlich kein Thema, welches bei Lesern Schülern spontan Begeisterung hervorruft, wird es doch zumeist mit einer eher trockenen Materie in Verbindung gebracht. Die meisten Leser Schüler werden damit sicher zunächst die Fächer Mathematik und Physik assoziieren.

Historisch betrachtet ist die Entwicklung von Maßen aber durchaus eine wirklich spannende Angelegenheit. Heinrich I. von England befahl seinen Höflingen, die Entfernung zwischen seiner Nasenspitze und dem Daumennagel bei ausgestrecktem rechtem Arm „exakt“ zu vermessen: Das Yard (0,9144m) war geboren. Um 1800 gab es in dem kleinen Herzogtum Baden nicht weniger als 112 verschiedene Ellen, 92 Flächenmaße, 65 Holzmaße, 163 Getreidemaße, 80 verschiedenwertige Pfunde, etc.
Kaum vorstellbar, dass die EU zwischenzeitlich sogar den Krumheitsgrad von Gurken EU-weit festlegte.

Genau diese Vereinheitlichung ist es aber, die uns heute das Leben leichter macht. Die Sekunde ist überall gleich lang. In den meisten Ländern werden Kilometer und Kilogramm genutzt. Der Fachbegriff dafür lautet “SI-Einheit”. Irgendwann hat man sich darauf geeinigt, dass eine Sekunde Meter der Länge der Strecke entspricht, die das Licht im Vakuum während der Dauer von 1 / 299.792.458 Sekunde zurücklegt. (Quizfrage für Master-Nerds: Welches Licht? Gibts da Unterschiede? – Na klar…!).
Eine Sekunde entspricht dem 9.192.631.770-fachen der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des CaesiumIsotops 133Cs entsprechenden Strahlung.
Ampere, Mol, Candela, Kelvin – alles Größen, die so exakt bestimmt sind, dass unsere Gehirne schon beim Lesen anfangen zu knacken, als seien wir ein Eydeet (aber einer mit nur einem Gehirn).

Jedenfalls: Verglichen damit ist das “Kilogramm” ziemlich grob bestimmt. Platt gesagt, hat irgendwer irgendwann einen Metallzylinder gebastelt und gesagt: “Das ist ab jetzt das Kilogramm.”
Und bis heute werden alle Kilogramms dieser Erde damit verglichen. Das ist aber nun in etwa so, als würde ein Hirnchirurg zwischen all den feinen Laserskalpellen und Computern noch einen Faustkeil liegen haben – denn irgendwer hat damit mal einen Schädel geöffnet und also macht man das heute immer noch so.
Zuletzt hat man beispielsweise festgestellt, dass das Ur-Kilogramm in den letzten 40 Jahren um 50 Mikrogramm leichter geworden ist. Das klingt wenig, entspricht aber der Masse von 54.888.465.540.252.895.311.668.782 Elektronen. Kann man also messen.

Aber – und jetzt können wir Nerds aufatmen – bald ist diese grauenvolle Zeit vorbei: Das Ur-Kilogramm wird neu definiert und die Arbeitsgruppe nähert sich dem Ziel. Damit können wir endlich wieder ruhig schlafen. Die Welt, ist in sicheren Händen.

(ein kurzer Scherz zum Schluß: Die letzten Worte der Menschheit werden sein: “Also, das sollte jetzt eigentlich funktionieren…”)