Sciencistoj longe scias, ke en nia kompreno de gravito io mankas io. I, ekzemple, ne klarigas, kiel mistera malluma energio akcelas la ekspansion de la universo, kaj ankaŭ ne kongruas kun kvantuma mekaniko, kiu priskribas kiel objektoj kondutas je la nivelo de atomoj kaj elementaj partikloj. Unu maniero provi repacigi ambaŭ teoriojn estas observi kiom malgrandajn objektojn interagas kun gravito. Lastatempe, la internacia teamo de fizikistoj por la unua fojo en la historio mezuris la gravitan kampon de eta ora bovlo kun diametro de ĉirkaŭ 2 mm en laboratoriaj kondiĉoj. Nova studo estas desegnita por helpi sciencistojn kompreni, kiel gravito kongruas kun kvantuma mekaniko en la plej malgranda skalo. Kurioze, la gravitaj fortoj de ĉi tiu grando, ĝenerale, ekestas nur en la regionoj de la plej malproksimaj galaksioj. Do la rezultoj de nova studo almenaŭ admiras.
Eksperimento Henry Cavendish
Fine de la 18-a jarcento, brita fizikisto kaj kemiisto Henry Cavendish volis mezuri la averaĝan densecon de nia planedo. En la eksperimento, la sciencisto uzis la tweak-skvamojn kaj la rockeron, kiujn li certigis per longa metala fadeno. En ĝi, la fizikisto metis du plumbon pilkoj ĉirkaŭ 730 gramoj ĉiu. Al ĉiu el ĉi tiuj pilkoj - ĉe unu alteco - Cavendish gvidis pezan pilkon, ĉirkaŭ 150 kg, ankaŭ farita el plumbo. Cavendish metis la maksimuman penadon dum la eksperimento kaj metis la instaladon en ligna skatolo tiel ke aera fluo kaj temperaturaj gutoj ne havis influon sur ĝi.
La rezulto verŝajne konas la karan leganton, permesis kontentigan precizecon por mezuri la densecon de la Tero kaj fariĝis la unua eksperimento en historio por studi la gravitan interagon inter korpoj en laboratoriaj kondiĉoj. Ni ankaŭ rimarkas, ke la datumoj akiritaj de Cavendish poste permesis al sciencistoj kalkuli la gravitan konstanton.
La gravita konstanto aŭ Neŭtona konstanto estas fundamenta fizika konstanto, konstanta de gravita interago.
Gravas kompreni, ke la sciencisto en sia eksperimento ne metis la taskon determini la gravitan konstanton, ĉar en tiuj jaroj ankoraŭ ne disvolvis unu ideon pri ĝi en la scienca komunumo.
Kiel mezuri la gravitan kampon?
En nova studo de fiziko de la Universitato de Vieno kaj la Aŭstra Akademio de Sciencoj, por la unua fojo evoluigis miniaturan version de Cavendish Experiment. Por la unua fojo en la historio, ili sukcesis sukcese mezuri la gravitan kampon de la ora bovlo kun diametro de nur 2 mm uzante tre senteman tordan pendolon. Sur ĉi tiu skalo, la teamo devis konsideri kelkajn perturbajn fontojn.
La tordo pendolo aŭ rotacia pendolo estas mekanika sistemo en kiu la korpo estas suspendita sur maldika fadeno kaj havas nur unu gradon de libereco: rotacio ĉirkaŭ la akso difinita de la fiksa fadeno.
Kiel gravita maso de fiziko, oraj pilkoj estis uzataj, ĉiu pesas ĉirkaŭ 90 mg. Du oraj sferoj estis ligitaj al horizontala vitra bastono je distanco de 40 milimetroj. Unu el la sferoj estis testo-maso, alia kontraŭpezo; La tria sfero estas la fonta maso, moviĝis apud la testo-maso por krei gravitan interagon. Por malebligi elektromagnetan interagon de la sferoj, la Faraday-ekrano estis uzata, kaj la eksperimento estis efektivigita en vakua ĉambro por malhelpi akustikan kaj sisman enmiksiĝon.
Tiam, kun la helpo de lasero, sciencistoj povis spuri kiel radio resaltis de la spegulo en la centro de la bastono al la detektilo. Kiam la bastono turnita, la movado de la lasero sur la detektilo montris kiom multe la gravitaj fortoj agas, kaj la movado de la maso de la fonto agas ĝuste, permesis al la teamo precize montri la gravitan kampon kreitan de du amasoj. La eksperimento montris, ke la mondo de Monda Foiro de Newton validas eĉ por etaj amasoj de nur 90 miligramoj.
Legu ankaŭ: Ĉu kvantuma mekaniko povas klarigi la ekziston de spaco-tempo?
La rezultoj ankaŭ montris, ke en la estonteco eble eĉ pli malgrandaj mezuroj de la gravita kampo. Kurioze, la nova eltrovo povas helpi sciencistojn antaŭi en la studo de la kvantuma mondo kaj eble ricevas novan ideon pri malhela materio, malhela energio, teorio de kordoj kaj skalaraj kampoj.
Kiel notite fare de la Hans Heipas-studoj kunlaborantoj en intervjuo kun la nova sciencisto, la plej granda stampa efiko en la eksperimento estis registrita de sismaj osciladoj generitaj de piedirantoj kaj tramo-trafiko ĉirkaŭ la esplora laboratorio en Vieno. Sekve, la plej bonaj rezultoj de mezuroj de fiziko estis akiritaj nokte kaj dum la Kristnaskaj ferioj, kiam homoj sur la stratoj estis pli malgrandaj.
Vi interesiĝos pri: Sciencistoj alproksimiĝis al la kreo de nova kvantuma gravita teorio
Se vi provas mallonge resumi la rezultojn akiritajn dum la laboro, la gravita forto (laŭ Einstein) estas konsekvenco de la fakto, ke la amasoj tordas la spacan tempon, en kiu aliaj amasoj moviĝas. En nova eksperimento, fizikistoj sukcesis mezuri kiel spaco-tempo tordas la kokinon. Kaj kion vi pensas, kion la nova malfermaĵa plumbo? Ĉu la sciencistoj povos fine akordigi du ne-albordajn teoriojn? La respondo atendos ĉi tie, same kiel en la komentoj al ĉi tiu artikolo.