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
Solar Orbiter запечатлел «пушистую» корону Солнца в завораживающих деталях
Космос
Китай отправляет миссию на обратную сторону Луны: как смотреть онлайн
Космос
ИИ нашел асимметрию материи и антиматерии на Большом адронном коллайдере
Наука
TikTok вернулся в Россию? Что известно прямо сейчас
Новости
В Японии разработали устройство 6G, которое передает данные со скоростью 100 Гбит/с
Новости
Климатологи объяснили формирование в Антарктиде полыньи размером с Чехию
Наука
Частые кризисы повысили способность человечества выживать
Наука
Физики наблюдали кота Шредингера — превращение атомов из частиц в волну
Наука
Найдена самая глубокая дыра в мире
Наука
«Вышка» заряжает карьеру в IT
Технологии
Ученые создали клей, который работает как паутина Человека-паука (почти)
Наука
Новый препарат может обратить диабет вспять
Наука
На Марсе участились полярные сияния: что это значит
Космос
Форма известной туманности оказалась совсем не такой, как считали ученые
Наука
Исламский «Экскалибур» нашли в Испании: ему больше 1000 лет
Наука
«Человеческие нейронные сети потребляют около 20 Вт, а искусственные — сотни ватт»
Технологии
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Наука
Телескоп «Джеймс Уэбб» показал детали космической Конской Головы
Космос
Ученые выяснили, как парниковые газы влияют на распространение болезней
COVID-19
Найдены доказательства необычной силы магнитного поля Земли в прошлом
Наука