פיזיקאים יצרו מכשיר למדידה מדויקת של קבוע הכבידה

חוקרים מ-ETH ציריך הציעו דרך חדשה למדידה

קבוע כבידה. בעבודתם, שפורסמה בכתב העת Nature Physics, הם הציגו ניסוי למדידת תנועה של שני עצמים המקיימים אינטראקציה באמצעות לייזר.

מערך הניסוי מורכב משנייםקורות מקבילות תלויות בתאי ואקום. כדי למנוע מקורות הפרעה ככל האפשר, התקינו החוקרים מכשיר מדידה במבצר Furggels לשעבר, הממוקם באלפים השוויצרים ושימש כבונקר במהלך מלחמת העולם השנייה. 

הגדרה נסיונית. תמונה: Jürg Dual/IMES/ETH ציריך

החוקרים גרמו לאחת הקורות לרטוטעם תדר של 42 הרץ. בהשפעת כוחות הכבידה החל גם המוט השני להתנודד בטווח הפיקומטר (פיקומטר הוא טריליון המטר). הפיזיקאים השתמשו במכשירי לייזר כדי למדוד את הרעידות של כל אחת מהאלומות. הערכת האפקט הדינמי הזה אפשרה להסיק מסקנות לגבי ערכו של קבוע הכבידה.

קבוע כבידה (קבוע ניוטון, G)הוא קבוע פיזי שקובע אינטראקציות כבידה. חוק הכבידה האוניברסלית, המשתמש בקבוע זה, התגלה לפני יותר מ-300 שנה, אך לא ניתן לחשב את ערכו באופן מתמטי, אלא רק למדוד. 

הקושי במדידת הקבוע של ניוטון הוא זהכוח הכבידה חלש מאוד וקשה להגן עליו. על ידי מדידת האינטראקציות בין שני גופים, אתה גם מודד את ההשפעה של כל שאר הגופים בעולם, אומרים החוקרים. הם מאמינים שהדרך היחידה לפתור את המצב הזה היא לקבוע את קבוע הכבידה באמצעות כמה שיותר שיטות שונות.

חוקרים אומרים שהראשון הראשוןתוצאות הבדיקה נותנות שגיאת מדידה גבוהה. הערך שקבעו החוקרים עם ההגדרה שלהם גבוה ב-2.2% מהנתון הרשמי שאושר על ידי הוועדה לנתונים למדע וטכנולוגיה (CODATA). אבל מדענים משלימים את השיטה שלהם ובטוחים שהיא תעזור למצוא ערך מדויק יותר של G.

חוסר הוודאות הזה חייב להיות עדיין שםמופחת משמעותית כדי לקבל ערך אמין. אנחנו כבר מבצעים מדידות עם מערך בדיקה שונה במקצת כך שניתן לקבוע את קבוע ה-G ביתר דיוק התוצאות הראשונות זמינות, אך עדיין לא פורסמו. 

יורג דואל, פרופסור להנדסת מכונות והנדסת תהליכים ב-ETH ציריך, מחבר שותף של המאמר

קרא עוד:

מדענים מצאו "תיבת פנדורה" בבטן כדור הארץ: האנרגיה משם מאכילה את החיים על הפלנטה

המיתוס העיקרי על דינוזאורים הופרך: מדענים הבינו כיצד זוחלים השתלטו על כדור הארץ

לפני 350 מיליון שנה, משהו מוזר קרה לכדור הארץ: זה השפיע על יכולת המגורים