Kilogramm (kg)

Das Kilogramm ist die Basiseinheit der Masse im Internationalen Einheitensystem. Sein Zeichen ist kg. Es ist die einzige Basiseinheit, deren Name einen Vorsatz trägt, ein Erbe des frühen metrischen Systems, das nie bereinigt wurde.

Über ein Jahrhundert lang war das Kilogramm durch ein einziges Objekt definiert: einen Zylinder aus Platin-Iridium, aufbewahrt im Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Sèvres bei Paris. Vierzig amtliche Kopien gingen an die Mitgliedstaaten und wurden in langen Abständen mit dem Prototyp verglichen. Diese Vergleiche zeigten über hundert Jahre eine langsame Abweichung von mehreren Dutzend Mikrogramm zwischen dem Prototyp und seinen Kopien, ohne dass sich sagen ließ, welcher sich verändert hatte. Eine Einheit, die sich nur durch ein Objekt definieren ließ, das niemand überprüfen konnte, war für ein auf Reproduzierbarkeit gegründetes System peinlich.

Die Neudefinition trat am 20. Mai 2019 in Kraft. Das Kilogramm ist nun festgelegt, indem der Planck-Konstante ein exakter Wert zugewiesen wird, 6,62607015 mal zehn hoch minus vierunddreißig Joulesekunden, was die Masse über die Quantenmechanik an Zeit und Länge bindet. Praktisch erfolgt die Darstellung mit einer Kibble-Waage, die eine Masse gegen eine elektromagnetische Kraft abwägt, deren Betrag in elektrischen Größen bekannt ist, oder durch Zählen der Atome in einer nahezu perfekten Siliciumkugel. Jedes hinreichend ausgestattete Labor kann die Einheit heute selbst darstellen.

Der Alltag bleibt davon unberührt. Körpergewicht, Einkäufe, Gepäckfreigrenzen, Fracht und die Masseseite fast jeder technischen Rechnung stehen in Kilogramm, und der internationale Prototyp liegt weiterhin im Tresor, als historisches Objekt und nicht als Definition.

Die neue Festlegung zu verwirklichen verlangt ein Gerät statt eines Gegenstands. Eine Kibble-Waage hält eine Masse gegen eine elektromagnetische Kraft, deren Wert aus dem Planckschen Wirkungsquantum folgt, und vergleicht so mechanische und elektrische Leistung unmittelbar; ein zweites Verfahren zählt die Atome einer nahezu vollkommenen Kugel aus Silizium-28, deren Durchmesser und Gitterabstand auf wenige Teile in einer Milliarde bekannt sind. Beide Wege stimmen auf etwa zwanzig Mikrogramm im Kilogramm überein, und jedes Labor, das eines baut, kann heute seinen eigenen Primärstandard herstellen. Das ist der praktische Gewinn der Änderung: Masse muss nicht mehr auf einen einzigen Zylinder in einem Tresor zurückgeführt werden, und kein Unglück an ihm kann die Einheit verschieben.

Ein Kilogramm entspricht 1000 Gramm, etwa 2,20462 Pfund oder rund 35,274 Unzen.

Umrechnungstabelle für Kilogramm