Das neue Kugelinterferometer zur Durchmesserbestimmung der Si-Einkristall-Kugeln zur Neudefinition des Kilogramms

Die PTB favorisiert im Rahmen der Neudefinition der SI-Basiseinheit Kilogramm durch Mitarbeit in einer internationalen Kooperation die Bestimmung der Avogadro-Konstante. Dazu müssen die Größen Gitterkonstante und molare Masse für das gewählte Grundmaterial – hier Silicium-28 – sowie von einer Maßverkörperung aus demselben Material – eine Präzisionskugel – Masse und Volumen bestimmt werden. Um eine der jetzigen Darstellungsgenauigkeit des Kilogramms entsprechende Unsicherheit für das Avogadro-Experiment zu erreichen, muss die Avogadro-Konstante mit einer relativen Unsicherheit von < 2x10-8 bestimmt werden. Momentan ist die Volumenmessung, die auf der interferometrischen Durchmesserbestimmung einer Silicium-Einkristall-Kugel basiert, mit der größten Einzelunsicherheit behaftet. Um die vom ersten Kugelinterferometer (KI1) bekannten Unsicherheitsquellen zu minimieren und weitere unsicherheitsrelevante Einflussgrößen genauer zu charakterisieren wurde ein neues Kugelinterferometer mit veränderten optischen Parametern konstruiert, aufgebaut und jetzt in Betrieb genommen. Erste Messungen an Kugeln aus natürlichem Silicium und Glas werden vorgestellt und mit Ergebnissen des KI1 verglichen.