Fizikai sukūrė prietaisą, skirtą tiksliai išmatuoti gravitacinę konstantą

Tyrėjai iš ETH Ciuricho pasiūlė naują matavimo būdą

гравитационной постоянной. В своей работе, опубликованной в журнале Nature Physics, они представили эксперимент по измерению движения двух взаимодействующих объектов с помощью лазера.

Экспериментальная установка состоит из двух lygiagrečios sijos, pakabintos vakuuminėse kamerose. Siekdami kuo labiau pašalinti trukdžių šaltinius, tyrėjai įrengė matavimo prietaisą buvusioje Furggels tvirtovėje, esančioje Šveicarijos Alpėse ir Antrojo pasaulinio karo metais naudotoje kaip bunkeris. 

Eksperimentinis nustatymas. Vaizdas: Jürg Dual / IMES / ETH Ciurichas

Tyrėjai privertė vieną iš sijų vibruotisu 42 Hz dažniu. Veikiamas gravitacinių jėgų, antrasis strypas taip pat pradėjo svyruoti pikometro diapazone (pikometras yra viena trilijonoji metro dalis). Fizikai lazeriniais prietaisais matavo kiekvieno pluošto virpesius. Įvertinus šį dinaminį efektą, buvo galima padaryti išvadas apie gravitacinės konstantos reikšmę.

Gravitacinė konstanta (Niutono konstanta, G)yra fizinė konstanta, kuri lemia gravitacinę sąveiką. Visuotinės gravitacijos dėsnis, kuriame naudojama ši konstanta, buvo atrastas daugiau nei prieš 300 metų, tačiau jo vertės negalima apskaičiuoti matematiškai, o tik išmatuoti. 

Sunku išmatuoti Niutono konstantągravitacija yra labai silpna ir sunkiai apsaugoma. Matuodami dviejų kūnų sąveiką, jūs taip pat matuojate visų kitų pasaulio kūnų įtaką, teigia mokslininkai. Jie mano, kad vienintelis būdas išspręsti šią situaciją yra nustatyti gravitacinę konstantą naudojant kuo daugiau skirtingų metodų.

Tyrėjai teigia, kad pirmasis preliminarusbandymų rezultatai suteikia didelę matavimo paklaidą. Vertė, kurią mokslininkai nustatė naudodami savo sąranką, yra 2,2% didesnė nei oficialus skaičius, patvirtintas Mokslo ir technologijų duomenų komiteto (CODATA). Tačiau mokslininkai baigia savo metodą ir yra įsitikinę, kad tai padės rasti tikslesnę G reikšmę.

Šis netikrumas vis tiek turi išliktižymiai sumažintas, kad būtų gauta patikima vertė. Jau atliekame matavimus su šiek tiek pakeista bandymo sąranka, kad G konstantą būtų galima nustatyti dar tiksliau. Pirmieji rezultatai yra, bet dar nepaskelbti. 

Jürg Dual, ETH Ciuricho mechanikos inžinerijos ir procesų inžinerijos profesorius, straipsnio bendraautoris

Skaityti daugiau:

Mokslininkai Žemės žarnyne aptiko „Pandoros skrynią“: energija iš ten maitina gyvybę planetoje

Pagrindinis mitas apie dinozaurus buvo paneigtas: mokslininkai suprato, kaip ropliai užvaldė planetą

Prieš 350 milijonų metų Žemei atsitiko kažkas keisto: tai paveikė tinkamumą gyventi