靈敏度最高的引力測量:92毫克的黃金球之間的微弱引力

萬有引力是宇宙中一股巨大的力量,從來沒有去過任何地方,但是對于所有天體級以下的物理物體來說,它們的引力場太弱了。

現在,科學家們剛剛成功測量了兩個90毫克金球之間的微小引力場,

這是有史以來測量的最小引力場——,這一成果可能為探索量子領域的引力相互作用打開大門。

最先進的物理理論都有一些不協調的地方,尤其是引力,不像宇宙中其他三種基本力,——弱力、強力、電磁力——,我們不能把引力帶入同一個模型。

描述引力的廣義相對論和描述弱力、強力、電磁力的量子力學不能統一,

廣義相對論包含牛頓萬有引力定律,從時空幾何的角度解釋引力的本質,不過就計算而言,萬有引力定律很管用,哪怕在天體物理環境中有點磕磕絆絆,

但是非常小的質量相互作用呢?通常,這些測量非常具有挑戰性,因為很難將它們與重力和其他擾動的影響分開。大多數微重力試驗涉及至少1千克的質量,

現在,由奧地利科學院的托比亞斯韋斯特法爾領導的團隊正在尋找18世紀的靈感。——年,亨利卡文迪什(henry cavendish)確定了著名的引力常數實驗,卡文迪什(cavendish)發明了一種扭轉天平,在水平懸掛的桿的兩端都有鉛錘,

重物之間的引力使桿子旋轉,扭絞掛在桿子上的金屬絲,這樣卡文迪許就可以根據金屬絲的扭絞程度來測量重力,這個裝置后來被稱為卡文迪什扭轉天平,

韋斯特法爾和他的同事升級了卡文迪什扭轉天平,它有半徑只有1毫米、重量為92毫克的小金球。

他們想盡一切辦法消除干擾:用法拉第屏蔽阻擋球體的電磁相互作用;防止聲音和地殼活動干擾的真空室實驗,

借助激光放大引力效應,——,金球之間的引力產生扭矩后,天平中間的鏡子發生偏轉,導致鏡子反射的激光軌跡發生偏離,

研究人員發現,即使在這樣小的尺度下,牛頓萬有引力定律仍然是成立的。從測量結果來看,他們甚至可以計算出引力常數,即牛頓常數(G),該值與標準值的誤差僅為9%。他們說這個誤差完全可以被實驗中的不確定性所掩蓋,因為他們的實驗不是為了測量G而設計的,

總之,他們的結果表明,質量較小的引力場在未來是可以測量的。這可以幫助科學家探索量子系統,并可能為暗物質、暗能量、弦理論和標量場的研究提供線索。

結果已在《自然》公布,

科學家們已經進行了最小的重力場測量

獎賞

支付寶獎勵[x]

您的姓名:

獎勵金額:

5元10元15元20元50元100元GO

3 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 不是很懂這個實驗到底是為了啥啊,感覺跟什么高中生或者大學部生物理競賽課題似的……要說引力靈敏度這個實驗本質上和目前的引力波探測的原理一毛一樣啊……

  2. 啥時候能控制引力來浮空就好了。