Fyzici vytvorili zariadenie na presné meranie gravitačnej konštanty

Výskumníci z ETH Zurich navrhli nový spôsob merania

gravitačná konštanta. Vo svojej práci publikovanej v časopise Nature Physics predstavili experiment na meranie pohybu dvoch interagujúcich objektov pomocou lasera.

Experimentálne usporiadanie pozostáva z dvochparalelné lúče zavesené vo vákuových komorách. Aby vedci čo najviac eliminovali zdroje rušenia, nainštalovali meracie zariadenie v bývalej pevnosti Furggels, ktorá sa nachádzala vo švajčiarskych Alpách a slúžila ako bunker počas 2. svetovej vojny. 

Experimentálne nastavenie. Obrázok: Jürg Dual/IMES/ETH Zürich

Vedci nechali jeden z lúčov rozvibrovaťs frekvenciou 42 Hz. Vplyvom gravitačných síl sa aj druhá tyč začala kývať v rozsahu pikometrov (pikometer je jedna bilióntina metra). Fyzici použili laserové zariadenia na meranie vibrácií každého z lúčov. Vyhodnotenie tohto dynamického efektu umožnilo vyvodiť závery o hodnote gravitačnej konštanty.

Gravitačná konštanta (Newtonova konštanta, G)je fyzikálna konštanta, ktorá určuje gravitačné interakcie. Zákon univerzálnej gravitácie, ktorý využíva túto konštantu, bol objavený pred viac ako 300 rokmi, no jeho hodnota sa nedá vypočítať matematicky, ale dá sa len zmerať. 

Problém pri meraní Newtonovej konštanty je v tomgravitácia je veľmi slabá a ťažko sa chráni. Vedci tvrdia, že meraním interakcií medzi dvoma telami meriate aj vplyv všetkých ostatných telies na svete. Veria, že jediný spôsob, ako vyriešiť túto situáciu, je určiť gravitačnú konštantu pomocou čo najväčšieho počtu rôznych metód.

Výskumníci hovoria prvý predbežnývýsledky testu dávajú veľkú chybu merania. Hodnota, ktorú výskumníci určili pomocou svojho nastavenia, je o 2,2 % vyššia ako oficiálna hodnota schválená Výborom pre údaje pre vedu a techniku ​​(CODATA). Vedci však dokončujú svoju metódu a sú presvedčení, že pomôže nájsť presnejšiu hodnotu G.

Táto neistota tu stále musí byťvýrazne znížená, aby sa získala spoľahlivá hodnota. Merania už realizujeme s mierne upravenou zostavou testu, aby bolo možné určiť konštantu G ešte presnejšie. Prvé výsledky sú k dispozícii, zatiaľ však nepublikované. 

Jürg Dual, profesor strojárstva a procesného inžinierstva na ETH Zurich, spoluautor článku

Čítaj viac:

Vedci našli „Pandorinu skrinku“ v útrobách Zeme: energia odtiaľ živí život na planéte

Hlavný mýtus o dinosauroch bol vyvrátený: vedci pochopili, ako plazy ovládli planétu

Pred 350 miliónmi rokov sa Zemi stalo niečo zvláštne: ovplyvnilo to obývateľnosť