| Zusammenfassung |
Die historische Entwicklung der Einheiten von den Körpermaßen (Elle, Fuß, etc.) über die Naturmaße (Meter als zehnmillionster Teil eines Erdquadranten, Gramm als die Masse von Wasser mit einem Volumen von einem Kubikzentimeter) geht zunehmend hin zu Quantennormalen. Tatsächlich wurde dieser Trend bereits von Maxwell 1870 propagiert, der feststellte, daß man die Maßverkörperung der Einheiten für Länge, Zeit und Masse nicht in den Abmessungen, der Bewegung oder Masse unserer Planeten, sondern in der Wellenlänge, Frequenz oder Masse der unvergänglichen, unveränderlichen und vollkommen gleichartigen Atome suchen sollte.
Quantennormale nutzen makroskopische Quantenphänomene, wie z. B. Suprafluidität, Supraleitung, den Josephson-Effekt oder den von-Klitzing-Effekt, aus, um nur einige Beispiele zu nennen. Nach unserem heutigen Verständnis der Physik unterliegen ideale Quantennormale, im Gegensatz zu den Maßverkörperungen durch Normale der klassischen Physik, keinen Umgebungseinflüssen, da sie auf physikalische Fundamentalkonstanten zurückgeführt werden.
Den offensichtlichen Vorteil der Quantennormale mit ihrer Unabhängigkeit von Zeit und Ort „erkauft” man sich allerdings durch einen z. T. erheblichen experimentellen Aufwand bei der praktischen Handhabung, letztendlich also bei der sorgfältigen Präparation des Quantenzustandes. In diesem Artikel werden die in der PTB genutzten Quantennormale zur Darstellung bzw. Reproduzierung und Weitergabe von Einheiten des SI-Systems vorgestellt und diskutiert. |
