ZEISS Colloquium anlässlich des Inkrafttretens des neuen Internationalen Einheitensystems

Am 20. Mai 2019, dem Welt-Metrologie-Tag, tritt das neue Internationale Einheitensystem in Kraft. Aus diesem Anlass spricht Dr. René Schödel von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt an diesem Tag beim ZEISS Colloquium über das Thema „Ein neues Fundament für alle Maße – die Neudefinition des Internationalen Einheitensystems“.

Das Internationale Einheitensystem, auch SI (frz.: Système international d’unités), ist das am weitesten verbreitete Einheitensystem für physikalische Größen. Das SI beruht auf sieben Einheiten, die die Basis allen Messens bilden. Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, dieses Einheitensystem auf der Grundlage unveränderlicher Naturkonstanten zu beschreiben. Bereits 1983 wurde so die Einheit der Länge, der Meter, auf Basis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum definiert.

Für andere Naturkonstanten mussten neue Zuordnungen gefunden werden, die im Einklang mit den anderen Basiseinheiten, insbesondere dem Kilogramm, stehen. Das Urkilogramm, der internationale Prototyp, der in Paris aufbewahrt wird, hat ausgedient. Er steht im Verdacht, Masse zu verlieren. An seine Stelle soll eine neue Kilogramm-Definition auf Grundlage der Naturkonstante der Quantenphysik stehen: Das Plancksche Wirkungsquantum oder die Planck-Konstante h. Sie beschreibt unter anderem das Verhältnis zwischen Energie und Frequenz eines Photons. Hat man den Wert von h festgelegt, können Massen zum einen über die Messung elektrischer Größen bestimmt werden. Zum anderen bieten sich durch die Festlegung von h Messungen an Siliciumkugeln an, die aus einer berechenbaren Anzahl von Siliciumatomen bestehen.

Der Vortrag beschreibt, wie es mit zwei grundsätzlich verschiedenen Experimenten gelungen ist, eine konsistente Neudefinition des Kilogramms und damit des gesamten Internationalen Einheitensystems auf Basis von definierenden Konstanten zu erreichen und welchen Beitrag die Präzisionsfertigung und Fertigungsmesstechnik dazu geleistet hat.

René Schödel hat an der Humboldt-Universität zu Berlin Physik studiert und 1999 promoviert. Seit 2000 arbeitet er als Wissenschaftler an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), wo er 2005 die Leitung einer Arbeitsgruppe übernahm und mit neuen Konzepten für abbildende Interferometer Sub-Nanometer genaue Längenmessungen an prismatischen Körpern ermöglichte. Seit 2010 leitet er den Fachbereich „Interferometrie an Maßverkörperungen“ in der PTB-Abteilung „Fertigungsmesstechnik“.

Dieser Bereich umfasst neben der Primärkalibrierung von Längen und Aufgaben im gesetzlichen Messwesen auch das Arbeitsgebiet „Kugelinterferometrie“. Letzteres hat mit den weltweit genauesten Volumenmessungen von Kugeln aus angereichertem Silicium einen wichtigen Beitrag zur Neudefinition des Kilogramm geleistet, die zukünftig eine Schlüsselrolle in der Primärdarstellung der Masse spielen wird. Schödel ist Autor zahlreicher wissenschaftlicher Publikationen sowie Mitglied in nationalen und internationalen Gremien, unter anderem ist er Organisator der Konferenzserie MacroScale.

Der Vortrag ist Teil der Reihe “ZEISS Colloquium – Innovation Talk”, die sich aktuellen Themen der Wissenschaft widmet. Renommierte Wissenschaftler verschiedener Fachgebiete stellen dabei wegweisende Forschungen und Entwicklungen vor. ZEISS bietet mit der Veranstaltungsreihe eine Plattform für Wissenschaftler verschiedener Fachgebiete, in einem einstündigen Vortrag mit anschließender Diskussion ihre Forschungen vorzustellen. Das ZEISS Colloquium findet abwechselnd in Oberkochen und Jena statt. ZEISS lädt die interessierte Öffentlichkeit ein. Die Teilnahme am ZEISS Colloquium ist kostenfrei. Um die Kapazitäten planen zu können, wird um Anmeldung gebeten unter: zeiss.de/colloquium.

Datum und Uhrzeit: 20. Mai 2019 von 15 bis 16 Uhr
Ort: Auditorium im Forum in Oberkochen
Referent: Dr. René Schödel, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig