Fiziķi ir paveikuši pirmo visprecīzāko un precīzāko Ņūtona gravitācijas konstantes G mērījumu
Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana Gravitācijas Constant denoted by the letter G appears in Sir Isaac Newton’s law of universal gravitācija which states that any two objects exert a gravitācijas force of attraction on each other. The value of Newtonian gravitācijas konstante G (ko sauc arī par universālo gravitācijas konstanti) izmanto, lai izmērītu pievilcīgu gravitācijas spēku starp diviem objektiem. Tas ir labs piemērs klasiskam, bet neatlaidīgam izaicinājumam fizikā, jo pat pēc gandrīz trīs gadsimtiem joprojām nav pilnībā skaidrs, kā G vērtību - vienu no fundamentālākajām dabas konstantēm - var precīzi izmērīt ar nemainīgu precizitāti. G vērtību nosaka, izmērot divu objektu attālumu un masu attiecībā pret to gravitācijas pievilcību. Tā ir ārkārtīgi maza skaitliskā vērtība, jo gravitācijas pievilkšanās spēks ir nozīmīgs tikai objektiem ar lielu masu. Visgrūtākais aspekts ir tas, ka gravitācija ir daudz vājāks spēks salīdzinājumā ar citiem fundamentālajiem spēkiem, piemēram, elektromagnētismu, vājām un spēcīgām pievilcībām, un tāpēc G ir ārkārtīgi grūti izmērīt. Turklāt gravitācijai nav zināma saistība ar citiem fundamentālajiem spēkiem, tāpēc tās vērtību netieši aprēķināt, izmantojot citas konstantes (kuras var aprēķināt precīzāk), nav iespējams. Gravitācija ir vienīgā mijiedarbība dabā, ko nevar aprakstīt ar kvantu teoriju.
Precīza G vērtība
Nesenā pētījumā, kas publicēts daba, zinātnieki no Ķīnas ir panākuši vistuvākos rezultātus attiecībā uz G vērtību. Daudzus gadus pirms šī pētījuma G vērtība bija 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (vienības: metri kubā uz kilogramu uz vienu otrajā kvadrātā). Pašreizējā pētījumā pētnieki izmantoja leņķiskā paātrinājuma atgriezeniskās saites metodi un arī šūpošanās laika metodi, lai varētu pietuvoties precīzas un pareizas vērtības konstruēšanai. Rezultāti bija 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 un 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2, un šie rezultāti uzrāda nelielu standarta novirzi, kas jebkad ziņots, salīdzinot ar G vērtībām iepriekšējos pētījumos. Standarta novirze tiek izmantota, lai izmērītu datu kopas variāciju apjomu. Tātad mazāka standarta novirze nozīmē, ka dati ir cieši sadalīti līdz vidējai vērtībai, kas nozīmē, ka datos nav daudz "noviržu", ti, tie daudz nemainās.
Nenoteiktība ap G vērtību
Pētnieki ir paziņojuši, ka viņu rezultāti ilustrē arī “neatklātas sistemātiskas kļūdas” dažādās esošajās metodēs. Viņi norāda, ka no visām esošajām metodēm vispiemērotākā metode ir interferometrija — metode, kas traucē atomviļņiem —, un šī metode būtu jākoncentrē uz turpmākiem uzlabojumiem. Ir jāpieņem jaunas pieejas, kā parādīts šajā pētījumā, lai pilnībā izprastu G vērtības noslēpumu un tā nozīmi plašās fizisko zinātņu jomās. Iespējams, šeit problēma nav pati G vērtība, bet gan nenoteiktība, kas ieskauj tās vērtību. Tas nedaudz parāda mūsu nespēju izmērīt tādus vājus spēkus kā gravitācija un teorētiskās izpratnes par gravitāciju trūkumu.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
Qing L et al 2018. Gravitācijas konstantes mērījumi, izmantojot divas neatkarīgas metodes. daba. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
