MÜNZE ANTIPPEN, HÖREN, WORAUS SIE BESTEHT

Anlagesilber ist ein verlockendes Ziel für Fälscher, weil sein Wert fast vollständig im Metall liegt. Eine überzeugende Fälschung muss nur Durchmesser, Dicke, Masse und Aussehen einer Münze treffen – alles veröffentlicht, alles leicht in billigerem Metall nachzubilden.

Jeder gängige Test stößt irgendwo an Grenzen. Ein Magnet entlarvt Fälschungen mit Eisenkern, andere nicht. Die Dichte ist aufschlussreich, doch ein Kern, der auf Gold oder Silber abgestimmt ist, besteht den Test, und „ein richtig dimensionierter Wolframkern besteht ihn“. Die Röntgenfluoreszenz – man bestrahlt die Münze mit Röntgenstrahlen und liest das Licht, das sie zurückwirft – liest die Zusammensetzung nur an der Oberfläche, eine dicke Beschichtung verbirgt also das Innere. Ultraschall prüft das Volumen, braucht aber einen Kontaktprüfkopf, Gel und ein eigenes Gerät.

Ein Klang ist keine Eigenschaft von Silber

Eine Münze antippen und lauschen – der „Ping-Test“ – wird bereits genutzt. Apps vergleichen die Klangfrequenz der Münze mit Frequenzen, die für denselben Münztyp aufgezeichnet wurden. Die am weitesten entwickelte umfasste bei der letzten Prüfung der Autoren 23 Silbermünzen, und ihr Anbieter weist darauf hin, dass privat geprägte Rounds – münzförmige Anlagestücke, die kein Staat herausgibt – weniger zuverlässig geprüft werden.

Die Autoren benennen das Problem: „Eine Frequenz ist keine Eigenschaft von Silber – sie ist eine Eigenschaft dieses Stücks Silber, bei diesem Durchmesser und dieser Dicke.“ Ändert man die Größe, ändert sich der Ton, also braucht jeder Münztyp eine eigene Referenz.

Sylvia Dong, Schülerin an der Lynbrook High School in San José, Kalifornien, und Takyiu Liu vom West Valley College in Saratoga machten sich daran, die Bibliothek abzuschaffen. Aus dem Klang, dem Radius und dem Volumen berechnen sie die Plattenwellengeschwindigkeit (plate wave speed) – wie schnell Biegewellen durch ein Blech aus diesem Metall laufen –, eine Materialkonstante, die von der Steifigkeit (dem Elastizitätsmodul), der Dichte und der Poissonzahl abhängt (wie stark sich das Metall beim Zusammendrücken seitlich ausbeult).

Zwei Hindernisse

Münzen sind für die Lehrbuchformel zu dick. Die klassische Theorie dünner schwingender Platten versagt bei den Proportionen von Münzen. Durch Kalibrierung an fünf gefrästen Aluminiumscheiben bestimmten die Autoren einen Korrekturfaktor, der den größten Fehler von 8,9 % auf 0,75 % senkte.

Eine geprägte Münze ist keine flache Scheibe. Ihr Relief entfernt Metall, sodass der Messschieber die tatsächlich schwingende Dicke überschätzt. Ihre zentrale Idee ist ein Füllfaktor (fill factor): das wahre Volumen der Münze, gemessen durch Wiegen im Wasser hängend, geteilt durch das Volumen des glatten Zylinders. Geprägte Münzen lagen zwischen 0,70 und 0,91. Multipliziert man die mit dem Messschieber gemessene Dicke mit diesem Faktor, erhält man die effektive Dicke des Metalls, das tatsächlich schwingt.

Der Aufbau ist bescheiden: eine mit Akustikschaumstoff ausgekleidete Box, ein 3D-gedruckter Halter, der die Münze in ihrer Mitte hält, ein tragbarer Audiorekorder, ein 31 Gramm schwerer Metallschläger, der von Hand geführt wird, und eine Waage. Von 2.163 Anschlägen wurden 1.937 behalten. Die Klangfrequenz wiederholte sich von einer Sitzung zur nächsten auf 0,15 % genau.

Was das Metall verrät

An sechs geprägten Kupfermünzen, die nicht in die Kalibrierung eingingen, ergab die Methode einen Elastizitätsmodul von 119,1 ± 6,7 GPa (Gigapascal, die Einheit der Steifigkeit), mitten im anerkannten Bereich für Kupfer von 110 bis 128 GPa.
Die Wellengeschwindigkeiten gruppierten sich nach Material: Feinsilber etwa 2.870 m/s, Sterlingsilber etwa 3.040 m/s, Kupfer etwa 3.880 m/s, Aluminium 5.410 m/s.
Fünf Münzen, die gekauft wurden, weil ihre Echtheit zweifelhaft war: Vier reagierten auf einen Magneten und hatten eine Dichte und Wellengeschwindigkeit, die zu einfachem Kohlenstoffstahl passen; die fünfte zu Messing. Keine ging als Silber durch.
Die Obertöne sind keine musikalischen Harmonischen: 83,7 % von 1.970 Spitzen passten zu den Schwingungsmoden einer freien Platte, nur 10,4 % zu einem ganzzahligen Vielfachen des Grundtons. „Eine angeschlagene Scheibe ist keine Saite.“

Eine Überraschung kam aus dem Fehlerbudget. Es sagte voraus, dass ein besseres Mikrofon nichts ändern würde, eine feinere Waage dagegen alles. Wiegen auf 0,1 Milligramm statt auf 0,1 Gramm senkte die Unsicherheit pro Münze von 1,6–30 % auf 0,5–2,6 % und schrumpfte eine scheinbare Verzerrung von 11 % bei einem stark geprägten Silbermotiv auf wenige Prozent.

Die Fälschung, die sie nicht hören konnte

Warum überhaupt die Elastizität messen? Weil eine Fälschung die Dichte kopieren kann, nicht aber die Steifigkeit. Gold und Wolfram unterscheiden sich in der Dichte um nur 0,3 %, doch ihre Plattenwellengeschwindigkeiten betragen 2.240 und 4.810 m/s – ein Faktor 2,1.

In dieser Studie lässt die vorab festgelegte Entscheidungsregel – nicht magnetisch und eine Dichte über 9.000 kg/m³ – jedes dichte Metall als Silber durchgehen: Eine Wolframscheibe kommt damit durch. Die akustische Methode müsste sie zurückweisen, aber keine der beiden Wolframproben erzeugte einen nachweisbaren Klang. Diese Zurückweisung bleibt also vorhergesagt, nicht nachgewiesen.

Die Autoren nennen weitere Grenzen: Die Klassifizierung wurde nicht blind getestet, das Ergebnis hängt von einer angenommenen Poissonzahl ab (etwa ±3 %), und die Zusammensetzung der zweifelhaften Münzen wurde nie durch eine chemische Analyse bestätigt. Nächste Schritte: eine Wolframprobe, die klingt, und ein Blindversuch.