SI und wie weiter?

Wie aus den genannten derzeit gültigen Definitionen der SI-Basiseinheiten ersichtlich, wurde für bisher zwei fundamentale physikalische Konstanten (Naturkonstanten) ein exakter Zahlenwert festgelegt. Das war sinnvoll, da diese Naturkonstanten sich genauer bestimmen ließen als die beteiligten Basiseinheiten (der größte Beitrag zur Unsicherheit des Zahlenwertes stammte von den Maßeinheiten). In der Folge dienen Messungen dieser Naturkonstanten der Darstellung der durch sie definierten Basiseinheit:

• Die Definition des Ampere 1948 beruht auf der Festlegung des Zahlenwertes der magnetischen Konstante μ₀ = 4π·10^-7 H·m^-1 = 4π·10^-7 m·kg·s^-2·A^-2. Die Basiseinheit Ampere – und damit alle anderen elektrischen Einheiten – ist also über eine Naturkonstante auf die Basiseinheiten Meter, Kilogramm und Sekunde bezogen.
• Die 1983 vorgenommene Neudefinition des Meters basiert auf der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: Die Festlegung c = 299 792 458 m·s^-1 bezieht das Meter auf die Sekunde.

Vorgeschlagene Abhängigkeiten der SI-Basiseinheiten (in Farbe) von den exakt festgelegten Naturkonstanten (in grau, im Außenbereich)

Zukünftig sind weitere Neudefinitionen von SI-Basiseinheiten zu erwarten, die mit der exakten Festlegung von einigen Naturkonstanten einhergehen. Mögliche Neudefinitionen von SI-Basiseinheiten werden auf der alle vier Jahre stattfindenden Generalkonferenz für Maß und Gewicht diskutiert.

Im Folgenden sind die mit Stand 2011 vorgeschlagenen Neudefinitionen der SI-Basiseinheiten zusammengefasst.

Sekunde

Die vorgeschlagene Neudefinition entspricht der bisherigen Definition, mit dem Unterschied, dass die Messbedingungen verschärft sind.

Meter

Die vorgeschlagene Neudefinition entspricht der bisherigen Definition.

Kilogramm

Die Definition des Kilogramms ändert sich wesentlich. Dessen neue Definition basiert nicht mehr auf einem Prototyp, sondern auf dem als exakt definierten Planckschen Wirkungsquantum mit der Einheit s^-1·m²·kg, was der Einheit J·s entspricht.

Eine Konsequenz daraus wäre, dass das Kilogramm im Gegensatz zur bisherigen Festlegung von der Definition der Sekunde und des Meters abhängig wird.

Ampere

Die Festlegung des Ampere wird im Vorschlag so geändert, dass sie messtechnisch leichter umzusetzen ist als die bisherige Definition. Die Neudefinition basiert auf der exakt festgelegten Elementarladung e.

Eine Konsequenz daraus wäre, dass das Ampere nicht mehr auf der Festlegung des Kilogramms und des Meters basiert. Außerdem wäre durch exakte Festlegung der Elementarladung die bisher exakt festgelegte magnetische Feldkonstante , die elektrische Feldkonstante und daraus abgeleitet auch der Wellenwiderstand des Vakuums nicht mehr exakt festgelegt.

Kelvin

Die vorgeschlagene Neudefinition des Kelvins basiert auf der exakten Festlegung der Boltzmann-Konstante k.

Eine Konsequenz daraus wäre, dass die Festlegung des Kelvins auf der Festlegung von Sekunde, Meter und Kilogramm basiert.

Mol

Die Definition des Mols soll mit der Festlegung der Avogadro-Konstante N_A einhergehen. Damit bestünde keine Abhängigkeit vom Kilogramm mehr.

Candela

Die vorgeschlagene Neudefinition entspricht bis auf Änderung der Formulierung der bisherigen Definition.