Физики создали установку для точного измерения гравитационной постоянной

Физики разработали новую технику измерения гравитационной постоянной (G). Первые эксперименты показали достаточно высокую степень неопределенности измерений, но усовершенствованный метод поможет уточнить значение гравитационной постоянной и проверить один из фундаментальных законов природы.

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха предложили новый способ измерения 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 параллельных балок, подвешенных в вакуумных камерах. Чтобы максимально исключить источники помех, исследователи установили измерительный прибор в бывшей крепости Фурггельс, расположенной в Швейцарских Альпах и использовавшейся в качестве бункера во время Второй мировой войны. 

Экспериментальная установка. Изображение: Jürg Dual/IMES/ETH Zürich

Исследователи заставили одну из балок вибрировать с частотой 42 Гц. Под действием гравитационных сил второй стержень также начал колебаться в пикометровом диапазоне (пикометр — это одна триллионная доля метра). Физики использовали лазерные устройства для измерения вибраций каждой из балок. Оценка этого динамического эффекта позволила сделать выводы о величине гравитационной постоянной.

Гравитационная постоянная (постоянная Ньютона, G) — это физическая константа, которая определяет гравитационные взаимодействия. Закон всемирного тяготения, использующий эту постоянную, был открыт более 300 лет назад, но ее значение невозможно рассчитать математически, а можно только измерить. 

Сложность измерения постоянной Ньютона в том, что гравитация очень слаба и ее трудно экранировать. Измеряя взаимодействия между двумя телами, вы также измеряете влияние всех других тел в мире, говорят исследователи. Они полагают, что единственный способ разрешить эту ситуацию — определить гравитационную постоянную, используя как можно больше различных методов.

Исследователи говорят, что первые предварительные результаты испытаний дают высокую погрешность измерений. Значение, которое исследователи определили с помощью своей установки, на 2,2% выше официальной цифры, утвержденной Комитетом по данным для науки и технологий (CODATA). Но ученые дорабатывают свой метод и уверены, что он поможет найти более точное значение G.

Эта неопределенность все еще должна быть значительно уменьшена для получения надежного значения. Мы уже проводим измерения с немного модифицированной тестовой установкой, чтобы можно было еще точнее определить константу G. Первые результаты доступны, но еще не опубликованы. 

Юрг Дуал, профессор кафедры машиностроения и технологического проектирования в ETH Zurich, соавтор работы

Читать далее:

Ученые нашли «ящик Пандоры» в недрах Земли: энергия оттуда питает жизнь на планете

Опровергнут главный миф о динозаврах: ученые поняли, как рептилии захватили планету

350 млн лет назад с Землей происходило что-то странное: это повлияло на обитаемость

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука