Forscher der ETH Zürich haben eine neue Methode zur Messung vorgeschlagen
Der Versuchsaufbau besteht aus zweiparallele Balken, die in Vakuumkammern aufgehängt sind. Um Störquellen so weit wie möglich zu eliminieren, installierten die Forscher ein Messgerät in der ehemaligen Festung Furggels, die in den Schweizer Alpen liegt und im Zweiten Weltkrieg als Bunker diente.
Versuchsaufbau. Bild: Jürg Dual/IMES/ETH Zürich
Die Forscher brachten einen der Balken zum Schwingenmit einer Frequenz von 42 Hz. Unter dem Einfluss der Gravitationskräfte begann auch der zweite Stab im Pikometerbereich zu schwingen (ein Pikometer ist ein Billionstel Meter). Die Physiker verwendeten Lasergeräte, um die Schwingungen der einzelnen Balken zu messen. Die Auswertung dieses dynamischen Effekts ermöglichte Rückschlüsse auf den Wert der Gravitationskonstante.
Gravitationskonstante (Newtonsche Konstante, G)ist eine physikalische Konstante, die Gravitationswechselwirkungen bestimmt. Das Gesetz der universellen Gravitation, das diese Konstante nutzt, wurde vor mehr als 300 Jahren entdeckt, sein Wert lässt sich jedoch nicht mathematisch berechnen, sondern nur messen.
Die Schwierigkeit bei der Messung der Newtonschen Konstante besteht darinDie Schwerkraft ist sehr schwach und schwer abzuschirmen. Indem Sie die Wechselwirkungen zwischen zwei Körpern messen, messen Sie auch den Einfluss aller anderen Körper auf der Welt, sagen die Forscher. Sie glauben, dass der einzige Weg, diese Situation zu lösen, darin besteht, die Gravitationskonstante mit möglichst vielen verschiedenen Methoden zu bestimmen.
Forscher sagen die erste vorläufigeTestergebnisse ergeben einen hohen Messfehler. Der Wert, den die Forscher mit ihrem Setup ermittelten, liegt 2,2 % über dem vom Committee on Data for Science and Technology (CODATA) genehmigten offiziellen Wert. Aber die Wissenschaftler stellen ihre Methode fertig und sind zuversichtlich, dass sie helfen wird, einen genaueren Wert von G zu finden.
Diese Unsicherheit muss immer noch da seindeutlich reduziert, um einen verlässlichen Wert zu erhalten. Um die G-Konstante noch genauer bestimmen zu können, führen wir bereits Messungen mit einem leicht modifizierten Versuchsaufbau durch. Erste Ergebnisse liegen vor, sind aber noch nicht veröffentlicht.
Jürg Dual, Professor für Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der ETH Zürich, Co-Autor des Papers
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