Технології

Фізики створили установку для точного вимірювання гравітаційної сталої

Фізики розробили нову техніку вимірювання гравітаційної сталої (G). Перші експерименти показали досить високий ступінь невизначеності вимірювань, але вдосконалений метод допоможе уточнити значення гравітаційної сталої і перевірити один з фундаментальних законів природи.

Дослідники зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха запропонували новий спосіб вимірювання гравітаційної сталої. У своїй роботі, опублікованій в журналі Nature Physics, вони представили експеримент з вимірювання руху двох взаємодіючих об’єктів за допомогою лазера.

Експериментальна установка складається з двох паралельних балок, підвішених у вакуумних камерах. Щоб максимально виключити джерела перешкод, дослідники встановили вимірювальний прилад в колишній фортеці Фурггельс, розташованої у Швейцарських Альпах і використовувалася в якості бункера під час Другої світової війни.

Експериментальна установка. Зображення: Jurg Dual / IMES / ETH Zurich

Дослідники змусили одну з балок вібрувати з 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 з балок. Оцінка цього динамічного ефекту дозволила зробити висновки про величину гравітаційної сталої.

Гравітаційна стала (стала Ньютона, G) — це фізична константа, яка визначає гравітаційні взаємодії. Закон всесвітнього тяжіння, що використовує цю сталу, був відкритий більше 300 років тому, але її значення неможливо розрахувати математично, а можна тільки виміряти.

Складність вимірювання сталої Ньютона в тому, що гравітація дуже слабка і 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 гравітаційну сталу, використовуючи якомога більше різних методів.

Дослідники кажуть, що перші попередні результати випробувань дають високу похибку вимірювань. Значення, яке дослідники визначили за допомогою своєї установки, на 2,2% вище офіційної цифри, затвердженої Комітетом з даних для науки і технологій (CODATA). Але вчені допрацьовують свій метод і впевнені, що він допоможе знайти більш точне значення G.

“Ця невизначеність все ще повинна бути значно зменшена 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”, -говорить Юрг Дуал, професор кафедри машинобудування та технологічного проектування в ETH Zurich, співавтор роботи.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


Back to top button