Im Eidgenössischen Institut für Metrologie, im METAS in Bern-Wabern, wird exakter gemessen, als wir Laien es uns vorstellen können. Ein Besuch.
«Messen ist allgegenwärtig und notwendig», heisst es in einer Broschüre – und ob! Überlegen Sie sich mal, wo überall etwas gewogen wird, wie korrekt Längen- und Höhenmasse oder Temperaturangaben sein müssen. Schnell ist klar, dass wir 24 Stunden lang von Dingen umgeben sind, die wir ohne exakte Messtechnik nicht zur Hand hätten – und sei es unser Mobiltelefon.
Wer vom Messen und von Messtechnik hört, denkt an den Meter – das erstaunt keineswegs, denn Metrologie bezeichnet, korrekt ausgedrückt, die «Wissenschaft vom Messen und ihre Anwendung». Frankreich nimmt in dieser Sparte eine Pionierrolle ein, dort wurde im 18. Jahrhundert, als die modernen Wissenschaften entstanden, das genaue Messen definiert.
Die dritte Holzkiste hinten: Berner Kopie des Pariser Urmeters – beide sind heute nur noch Ausstellungsobjekte
Viele von uns werden davon schon in der Schule gehört haben: Der Urmeter, auf Französisch mètre des archives, wird seit 1780 in Paris aufbewahrt und betreut. Dieser Referenzmeter besteht aus Platin und Iridium und hat einen Querschnitt in der Form eines X und ist sowohl in Paris als auch im Berner METAS nur noch Ausstellungsobjekt. Heutzutage, d.h. seit 1983, wird der Meter mithilfe der Lichtgeschwindigkeit definiert, weniger anschaulich und mithilfe modernster Mathematik berechnet.
Napoleon brachte den Meter
Spannend zu erfahren, wie der Meter zum Mass geworden ist. Durch Napoleon kam er in die Schweiz. Nachdem Napoleons Armee vertrieben worden war, geriet der Meter als Mass nicht ganz in Vergessenheit, aber die Kantone gingen unterschiedlich mit dem Messen um. Einige konservative Kantone blieben lieber bei ihren verschieden langen Füssen bzw. Ellen usw. Dabei war richtiges Messen schon früh in Verträgen festgehalten worden, beispielsweise in der Magna Carta (1215). Auch am Berner Zytgloggeturm sind frühere Referenzmasse angebracht. Erst 1862 wurde die 1. Eidgenössische Eichstätte in Bern gegründet.
Im Jahr vorher hatte Heinrich Wild, Physikprofessor an der Universität Bern, versucht, die Kantone von der Einführung des Meters als Mass zu überzeugen. Seit 1967 besteht der Standort des METAS in Kleinwabern. 2001 entstand der moderne Teil. Dort liegen die Labore im Inneren des Gebäudes, sonnengeschützt, so dass sie den Wetter- und Temperaturschwankungen weniger ausgesetzt sind. – Die Klimaanlage für die beiden Gebäude im Untergeschoss beeindruckt.
Im neuen METAS-Gebäude spiegelt sich der ältere Bau.
Frühere Masseinheiten waren schwer vergleichbar
Im Übrigen waren auch die anderen Länder in Europa und anderswo nicht gleich vom Urmeter überzeugt. Erst 1875 wurde der internationale Metervertrag abgeschlossen. Im deutschsprachigen Raum gab es im 19. Jahrhundert ca. 600 verschiedenen Masse mit dem Namen «Fuss». Wir Seniorinnen und Senioren erinnern uns sicher, dass Grossbritannien noch Ende des 20. Jahrhunderts nur mit Mühe seine inches, yards und miles verabschiedete.
Das Eidgenössische Institut für Metrologie ist dem Internationalen Einheitensystem (SI) angeschlossen. Am Mobiltelefon lassen sich alle sieben Messbereiche ablesen. (Seite 4 der METAS-Broschüre)
Einrichtungen wie METAS haben den Auftrag zur Überprüfung aller Messinstrumente schweizweit. Dafür werden die Masse unterhalten, Meter, Kilogramm, aber auch Zeitmasse, als Referenz, die abgeglichen werden. – Auch Supermärkte müssen zur Kontrolle ihrer vielen Waagen eine Kalibrierabteilung führen, die von METAS abgeglichen wird. Erst seit den 1980er Jahren sind alle Bereiche des Messens in Bern vereint.
Dem METAS obliegt es, ausser der Kontrolle von Messinstrumenten in gewissen Bereichen selbst Messmöglichkeiten zu entwickeln und zu präzisieren. So wurden Geräte für allerkleinste Durchflussmengen entwickelt, wie man sie für eine Insulinpumpe benötigt, aber auch für die Autoindustrie. METAS ist weltweit das einzige Institut, das auf diesem Gebiet forscht und solche hochpräzisen Geräte entwickelt.
METAS misst und forscht
Sicher haben Sie sich noch nie überlegt, dass der Durchfluss von der Grösse eines Nanoliters 20 Jahre dauert, bis ein Bierglas gefüllt ist. Ebenso herausragend und weltweit einmalig ist die Prüfanlage des METAS für grössere und kleinere Bewegungen durch Sensoren.
Daneben entwickelt das METAS auch Geräte, die Autofahrern weniger gefallen mögen: hochpräzise Messgeräte zur Geschwindigkeit und Atemmessgeräte für Alkoholtests.
Diese Stele ist ein Symbol für die Zeitmessung: 24 m hoch (24 Stunden), 60 x 60 cm Grundriss (Sekunden und Minuten).
Auch die Zeit ist ein ausserordentlich wichtiges Messobjekt. Heutzutage ist das METAS die Referenzinstitution für die Schweizer Zeit. Seine Atomuhr gehört weltweit zu den genauesten. – Sie erinnern sich sicher an das Zeitzeichen im Radio 12:30 Uhr. Über Jahrzehnte wurde es aus Neuchâtel gesendet, einem der Uhrenkantone.
Heinrich Rohrer, Nobelpreisträger für Physik 1986, sagte einmal: «Vor 150 Jahren war die Bedeutung des Micrometers für den Uhrmacher offensichtlich, nicht aber für den Bauern. Und doch hat der Micrometer seinen Alltag verändert: die Entwicklung des Traktors.»
Die moderne Welt – von Uhren und Zeitangaben überschwemmt
Der Meter, die Zeit oder das Kilogramm – alle drei können bei einer Führung angeschaut werden, aber seien Sie nicht enttäuscht, nur durchs Fenster: Es sind hochkomplizierte Apparaturen, jedes in seinem Labor, elektronisch überwacht und bei stets gleichbleibenden Umweltbedingungen. Wer dort zu tun hat, muss einen Schutzanzug anziehen, denn diese Räume müssen frei von allen äusseren Einwirkungen bleiben, es sind Reinräume.
Stromzähler, veraltete und neuere
Für die Besucherinnen und Besucher sind ältere konkrete Modelle des Meters ausgestellt. Auch andere veraltete Messinstrumente entlocken uns ein Schmunzeln. Das Kilogramm, einen Zylinder aus Platin und Iridium mit gleicher Höhe und Durchmesser von je 39 mm, dürfen wir in die Hand nehmen. Es scheint klein, aber sein Gewicht ist eindeutig: 1’000 Gramm.
Das METAS kann nur im Rahmen einer Führung besichtigt werden. Der Kommunikationsbeauftragte Dr. Jürg Niederhauser, Physiker und Sprachwissenschaftler, vermittelt alles Wissenswerte sehr anschaulich und auch für Laien verständlich. Wenn Sie die Gelegenheit bekommen, an einer Führung teilzunehmen, lassen Sie sich nicht abschrecken von der hochspezialisierten Technik. Auch das Anschauen lohnt sich.
Weitere Informationen: Eidgenössisches Institut für Metrologie METAS
Alle Fotos: mp