Am 29. April 2025 startet die Technische Universität Ilmenau eine Vortragsreihe mit dem Titel „Quanten in Ilmenau“. Diese Veranstaltung markiert das hundertjährige Jubiläum der Quantenmechanik und wird bis Juli 2025 fortgesetzt. Professor Thomas Fröhlich eröffnet die Reihe mit einem Vortrag über die Planck-Waage und die neue Kilogrammdefinition. Die Vorträge werden von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität gehalten und finden im Hörsaal des Faradaybaus statt, wie tu-ilmenau.de berichtet.
Die Quantenmechanik, die 1925 von Werner Heisenberg formuliert wurde und ihm den Nobelpreis für Physik 1932 einbrachte, bildet die Grundlage für moderne Technologien wie Computerchips, Solarzellen und Magnetresonanztomografie. Die Vortragsreihe ist Teil des „Internationalen Jahr der Quantenwissenschaft und Quantentechnologien“, einem von den Vereinten Nationen ausgerufenen Projekt, das darauf abzielt, die Erkenntnisse der Quantenphysik einem breiten Publikum zugänglich zu machen.
Vortragsreihe im Detail
Im Rahmen dieser Reihe sind zudem folgende Themen und Referenten vorgesehen:
- 06.05.2025: Prof. Hannes Töpfer – „Energieeffiziente Mikroelektronik mit Supraleitern“
- 27.05.2025: Prof. Jörg Kröger – Thema „Materiewellen“
- 10.06.2025: Prof. Thomas Hannappel – Thema „Solarenergie“
- 24.06.2025: Prof. Siegfried Stapf – Thema „Kernspinresonanz“
- 08.07.2025: Prof. Stefan Krischok – Thema „Photoeffekt“
Der Eintritt zu allen Veranstaltungen ist frei.
Ein zentraler Aspekt in Professor Fröhlichs Vortrag wird die neu definierte Messung des Kilogramms sein. 2018 wurde das Kilogramm neu definiert, um von einem physischen Objekt, dem Ur-Kilogramm aus Platin und Iridium, unabhängig zu sein. Dieses Ur-Kilogramm, das seit 1889 in Paris aufbewahrt wird, hat über die Jahre an Gewicht verloren. Bis 2018 betrug der Verlust fast 50 Millionstel Gramm, was zu minimalen Ungenauigkeiten in den weltweit verwendeten Waagen führte. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, basiert die neue Definition des Kilogramms auf der Planck-Konstante, wie konstruktionspraxis.vogel.de erklärt.
Die Planck-Waage, die von der TU Ilmenau in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickelt wurde, ermöglicht Massemessungen mit hoher Präzision ohne die Notwendigkeit eines physikalischen Referenzobjekts. Sie funktioniert auf der Basis elektromagnetischer Kraftkompensation, was sie zu einem selbstkalibrierenden Messgerät macht. Ein erster Prototyp der Waage war Ende 2017 einsatzbereit.
Technologische Implikationen
Die neue Kilogrammdefinition und die Planck-Waage sind nicht nur akademische Konzepte, sondern haben weitreichende praktische Implikationen. Anstatt sich auf ein veränderliches physisches Objekt zu stützen, können Messungen nun durch universelle Naturkonstanten definiert werden. Die Umstellung ist das Ergebnis jahrzehntelanger internationaler Zusammenarbeit und wird von mehreren Instituten, darunter das CERN, unterstützt. Der Wert der Planck-Konstante wurde auf 6.626070150 × 10−34 kg⋅m²/s fixiert, was verhindert, dass zukünftig Kalibrierungen aufgrund veränderlicher Referenzblöcke notwendig werden, wie home.cern berichtet.
Die Entwicklungen in der Quantenmechanik und der Definition des Kilogramms verdeutlichen die rasante Fortschrittlichkeit in der physikalischen Wissenschaft und setzen neue Standards für Genauigkeit in der Messtechnik. Wohin uns diese Fortschritte führen, wird sicherlich auch in den kommenden Vorträgen der Reihe thematisiert werden.
