Фізики створили установку для точного вимірювання гравітаційної постійної

Дослідники із Швейцарської вищої технічної школи Цюріха запропонували новий спосіб виміру

гравітаційної постійної. У своїй роботі, опублікованій у журналі Nature Physics, вони представили експеримент із вимірювання руху двох взаємодіючих об'єктів за допомогою лазера.

Експериментальна установка складається з двохпаралельних балок підвішених у вакуумних камерах. Щоб максимально виключити джерела перешкод, дослідники встановили вимірювальний прилад у колишній фортеці Фурггельс, розташованій у Швейцарських Альпах і використовуваної бункером під час Другої світової війни. 

Експериментальне встановлення. Зображення: Jürg Dual/IMES/ETH Zürich

Дослідники змусили одну з балок вібруватиіз частотою 42 Гц. Під дією гравітаційних сил другий стрижень також почав коливатися в пікометровому діапазоні (пікометр це одна трильйонна частка метра). Фізики використовували лазерні пристрої для вимірювання вібрацій кожної балки. Оцінка цього динамічного ефекту дозволила зробити висновки про величину постійної гравітаційної.

Гравітаційна постійна (постійна Ньютона, G)- Це фізична константа, яка визначає гравітаційні взаємодії. Закон всесвітнього тяжіння, що використовує цю постійну, було відкрито понад 300 років тому, але її значення неможливо розрахувати математично, а можна лише виміряти. 

Складність вимірювання постійної Ньютона в тому, щогравітація дуже слабка та її важко екранувати. Вимірюючи взаємодії між двома тілами, ви також вимірюєте вплив усіх інших тіл у світі, кажуть дослідники. Вони вважають, що єдиний спосіб вирішити цю ситуацію — визначити постійну гравітаційну, використовуючи якомога більше різних методів.

Дослідники кажуть, що перші попереднірезультати випробувань дають високу похибку вимірів. Значення, яке дослідники визначили за допомогою своєї установки, на 2,2% вище за офіційну цифру, затверджену Комітетом за даними для науки і технологій (CODATA). Але вчені допрацьовують свій метод і впевнені, що він допоможе знайти точніше значення G.

Ця невизначеність все ще має бутизначно зменшено для отримання надійного значення. Ми вже проводимо вимірювання з трохи модифікованою тестовою установкою, щоб можна було ще точніше визначити константу G. Перші результати доступні, але ще не опубліковані. 

Юрг Дуал, професор кафедри машинобудування та технологічного проектування в ETH Zurich, співавтор роботи

Читати далі:

Вчені знайшли «скриньку Пандори» у надрах Землі: енергія звідти живить життя на планеті

Спростовано головний міф про динозаврів: вчені зрозуміли, як рептилії захопили планету

350 млн років тому із Землею відбувалося щось дивне: це вплинуло на проживання