دانشمندان مدت ها شناخته شده اند که در درک ما از گرانش چیزی از دست رفته است. به عنوان مثال، توضیح نمیدهد که چگونه انرژی تاریک مرموز گسترش گسترش جهان را افزایش می دهد و همچنین با مکانیک کوانتومی سازگار نیست، که توصیف می کند که چگونه اشیاء در سطح اتم ها و ذرات ابتدایی رفتار می کنند. یکی از راه های تلاش برای آشتی دادن هر دو نظریه، مشاهده اینکه چگونه اشیاء کوچک با گرانش ارتباط برقرار می کنند. به تازگی، تیم بین المللی فیزیکدانان برای اولین بار در تاریخ، میدان گرانشی یک کاسه کوچک طلایی را با قطر حدود 2 میلیمتر در شرایط آزمایشگاهی اندازه گیری کرد. یک مطالعه جدید برای کمک به دانشمندان طراحی شده است که چگونه گرانش با مکانیک کوانتومی در کوچکترین مقیاس سازگار است. جالب توجه است، نیروهای گرانشی این قدر، به عنوان یک قاعده، تنها در مناطق کهکشانهای از راه دور بوجود می آیند. بنابراین نتایج یک مطالعه جدید حداقل تحسین می شود.
آزمایش هنری کاوندیش
در پایان قرن هجدهم، فیزیکدان بریتانیا و شیمیدان هنری کاوندیش می خواستند تراکم متوسط سیاره ما را اندازه گیری کنند. در این آزمایش، دانشمند از مقیاس های نیشگون گرفتن و راک استفاده کرد، که او را در یک موضوع فلزی طولانی محافظت کرد. در آن، فیزیکدان دو توپ سرب را حدود 730 گرم قرار داده است. به هر یک از این توپ ها - در یک ارتفاع - Cavendish یک توپ سنگین، حدود 150 کیلوگرم، همچنین از سرب ساخته شده است. Cavendish حداکثر تلاش را در طول آزمایش قرار داده و نصب را در یک جعبه چوبی قرار داده است به طوری که جریان هوا و قطره دمای هوا هیچ تاثیری بر آن نداشته باشد.
نتیجه احتمالا می داند که خواننده عزیز، اجازه می دهد دقت رضایت بخش برای اندازه گیری تراکم زمین و اولین آزمایش در تاریخ برای مطالعه تعامل گرانشی بین بدن در شرایط آزمایشگاهی بود. ما همچنین توجه داریم که داده های به دست آمده توسط Cavendish پس از آن دانشمندان مجاز به محاسبه ثابت گرانشی است.
ثابت گرانشی یا ثابت نیوتن ثابت یک ثابت فیزیکی اساسی، ثابت از تعامل گرانشی است.
مهم این است که بدانیم که دانشمند در آزمایش او وظیفه تعیین ثابت گرانشی را انجام نمی دهد، زیرا در آن سال ها هنوز یک ایده واحد از آن در جامعه علمی ایجاد نشده است.
چگونه می توان میدان گرانشی را اندازه گیری کرد؟
در یک مطالعه جدید فیزیک از دانشگاه وین و آکادمی علوم اتریش، برای اولین بار یک نسخه مینیاتوری از آزمایش کاوندیش را توسعه داد. برای اولین بار در تاریخ، آنها توانستند زمینه گرانشی کاسه طلایی را با قطر تنها 2 میلیمتر با استفاده از یک پاندول پیچشی بسیار حساس اندازه گیری کنند. در این مقیاس، تیم باید تعدادی از منابع اختلال را در نظر بگیرد.
پاندول پیچشی یا پاندول چرخشی یک سیستم مکانیکی است که در آن بدن بر روی یک موضوع نازک معلق است و تنها یک درجه آزادی دارد: چرخش در اطراف محور تعریف شده توسط موضوع ثابت.
به عنوان یک توده گرانشی فیزیک، توپ های طلا مورد استفاده قرار گرفت، هر کدام وزن حدود 90 میلی گرم بود. دو حوزه طلا به یک میله شیشه ای افقی در فاصله 40 میلیمتر متصل شدند. یکی از حوزه ها یک توده آزمایشی بود، یکی دیگر از مقادیر زیاد؛ حوزه سوم جرم منبع است که در کنار توده تست قرار می گیرد تا تعامل گرانشی ایجاد شود. برای جلوگیری از تعامل الکترومغناطیسی حوزه ها، صفحه نمایش فارادی مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش در یک اتاق خلاء انجام شد تا از تداخل آکوستیک و لرزه ای جلوگیری شود.
سپس، با کمک یک لیزر، دانشمندان توانستند به عنوان یک اشعه ای از آینه در مرکز میله به آشکارساز پیگیری شوند. هنگامی که میله چرخانده شد، حرکت لیزر بر روی آشکارساز نشان داد که نیروی گرانشی چقدر عمل می کند و حرکت جرم منبع به درستی عمل می کند، به این ترتیب، تیم را به دقت نشان می دهد که میدان گرانشی ایجاد شده توسط دو توده را به دقت نشان می دهد. این آزمایش نشان داد که جهان نمایشگاه جهانی نیوتن حتی برای توده های کوچک تنها 90 میلی گرم معتبر است.
همچنین بخوانید: آیا مکانیک کوانتومی وجود فضا-زمان را توضیح می دهد؟
نتایج همچنین نشان داد که در آینده ممکن است حتی اندازه گیری های کوچکتر از میدان گرانشی وجود داشته باشد. جالب توجه است، کشف جدید می تواند به دانشمندان کمک کند تا در مطالعه دنیای کوانتومی پیشرفت کنند و به طور بالقوه ایده جدیدی از ماده تاریک، انرژی تاریک، نظریه رشته و زمینه های اسکالر را دریافت کنند.
همانطور که گفته شده توسط همکاران هانس Heipas در مصاحبه ای با دانشمند جدید، بزرگترین اثر مهر و موم در آزمایش، از نوسانات لرزه ای تولید شده توسط عابران پیاده و ترافیک تراموا در اطراف آزمایشگاه تحقیقاتی در وین ثبت شد. بنابراین، بهترین نتایج اندازه گیری های فیزیک در شب و در طول تعطیلات کریسمس به دست آمد، زمانی که مردم در خیابان ها کوچکتر بودند.
شما علاقه مند خواهید بود: دانشمندان به ایجاد یک تئوری گرانش کوانتومی جدید نزدیک شدند
اگر شما سعی می کنید به طور خلاصه نتایج حاصل شده در طول کار را خلاصه کنید، نیروی گرانشی (به گفته اینشتین) نتیجه ای از این واقعیت است که توده ها فضا را در حال چرخش می کنند که در آن توده های دیگر حرکت می کنند. در یک آزمایش جدید، فیزیکدانان توانستند اندازه گیری کنند که چگونه فضا زمان به لیدی بگ تبدیل شده است. و چه فکر می کنید، رهبری جدید باز چیست؟ آیا دانشمندان قادر خواهند بود در نهایت دو نظریه غیر متصل را هماهنگ کنند؟ پاسخ در اینجا انتظار می رود، و همچنین در نظرات این مقاله.