Vísindamenn hafa lengi vitað að í skilningi okkar á þyngdaraflinu vantar eitthvað. Það, til dæmis, útskýrir ekki hvernig dularfulla dökk orka flýta fyrir stækkun alheimsins og er einnig ekki í samræmi við skammtafræði, sem lýsir því hvernig hlutir hegða sér á vettvangi atóm og grunn agnir. Ein leið til að reyna að samræma báðar kenningar er að fylgjast með því hvernig litlar hlutir hafa samskipti við þyngdarafl. Nýlega, alþjóðlegt lið eðlisfræðinga í fyrsta sinn í sögu mældi með góðum árangri þyngdarafls sviði örlítið gullskál með þvermál um 2 mm í rannsóknarstofu. Ný rannsókn er hönnuð til að hjálpa vísindamönnum að skilja hvernig þyngdarafl er í samræmi við skammtafræði í minnstu mælikvarða. Athyglisvert, gravitational sveitir þessa stærðargráðu, að jafnaði, koma aðeins upp á landsbyggðinni af fjarlægustu vetrarbrautunum. Þannig að niðurstöður nýrrar rannsóknar amk dáist.
Tilraun Henry Cavendish.
Í lok 18. aldar, breska eðlisfræðingur og efnafræðingur Henry Cavendish vildi mæla meðalþéttleika plánetunnar okkar. Í tilrauninni notaði vísindamaðurinn klip vog og valinn, sem hann tryggði á langan málmþráður. Í því, eðlisfræðingur setti tvær blý kúlur um 730 grömm hvor. Til hvers þessara bolta - á einum hæð - Cavendish leiddi þungur bolti, um 150 kg, einnig úr blýi. Cavendish setja hámarks átak í tilrauninni og setti uppsetningu í tré kassi þannig að loftflæði og hitastig dropar hafi ekki áhrif á það.
Niðurstaðan veit líklega kæru lesandann, leyft fullnægjandi nákvæmni til að mæla þéttleika jarðarinnar og varð fyrsta tilraunin í sögu til að læra þyngdarsamskipti milli stofnana í rannsóknarstofu. Við athugaðu einnig að gögnin sem fengin eru af Cavendish fengu síðan vísindamenn að reikna út gravitational stöðugleika.
The Gravitational Constant eða Newton Constant er grundvallar líkamleg stöðug, stöðugt gravitational samskipti.
Mikilvægt er að skilja að vísindamaðurinn í tilraun hans hafi ekki sett það verkefni að ákvarða gravitational stöðugt, þar sem á þeim árum var ekki enn þróað eina hugmynd um það í vísindasamfélaginu.
Hvernig á að mæla gravitational sviði?
Í nýjum rannsóknum á eðlisfræði frá Háskólanum í Vín og Austurríska vísindasviðinu, í fyrsta skipti þróað litlu útgáfu af Cavendish Experiment. Í fyrsta skipti í sögunni tókst þeir að mæla gravitational sviði Golden Bowl með þvermál aðeins 2 mm með mjög viðkvæmum torsion pendulum. Á þessum mælikvarða þurfti liðið að taka tillit til fjölda truflunar á truflunum.
The torsion pendulum eða snúningur pendulum er vélræn kerfi þar sem líkaminn er lokaður á þunnt þræði og hefur aðeins einn frelsi: snúningur um ásinn sem er skilgreindur með föstum þræði.
Sem þyngdarmassi eðlisfræði voru gullkúlur notaðir, hver vega um 90 mg. Tvær gullkúlur voru festir við lárétta glerstöng í fjarlægð 40 millímetra. Eitt af kúlum var prófþyngd, annar mótvægi; Þriðja kúlu er uppspretta massinn, flutti við hliðina á prófunarmassanum til að búa til þyngdarsamskipti. Til að koma í veg fyrir rafsegulsviðun kúlanna var Faraday skjárinn notaður og tilraunin var gerð í tómarúmi til að koma í veg fyrir hljóðeinangrun og seismic truflun.
Síðan, með hjálp leysir, voru vísindamenn fær um að fylgjast með sem geislaskipti úr speglinum í miðju stangarinnar til skynjari. Þegar stöngin snúið, sýndi hreyfing leysirinnar á skynjari hversu mikið þyngdaraflið virkar og hreyfing massa uppspretta virkar rétt, leyft liðinu að sýna nákvæmlega gravitational reitinn sem skapast af tveimur massa. Tilraunin sýndi að heimurinn á World Fair Newton er gild, jafnvel fyrir örlítið fjöldann af aðeins 90 milligrömmum.
Lesið líka: Getur skammtafræði að útskýra tilvist rýmis tíma?
Niðurstöðurnar sýndu einnig að í framtíðinni geta verið jafnvel minni mælingar á þyngdarsvæðinu. Athyglisvert er að nýja uppgötvunin getur hjálpað vísindamönnum að fara fram í rannsókninni á Quantum World og hugsanlega fá nýja hugmynd um dökk efni, dökk orku, strengur kenning og scalar sviðum.
Eins og fram kemur af Hans HeIPAs rannsóknum samstarfsaðilum í viðtali við nýja vísindamanninn var stærsti stimplunaráhrif í tilrauninni skráð frá seismic sveiflum sem myndast af gangandi vegfarendur og sporvagnaferð um rannsóknarstofu í Vín. Þess vegna voru bestu niðurstöður mælinga á eðlisfræði fengin á nóttunni og á jólaleyfi, þegar fólk á götunum var minni.
Þú verður áhuga á: Vísindamenn nálgast stofnun nýrrar skammtafræði
Ef þú reynir að stuttlega samantekt niðurstöðurnar sem fengnar eru meðan á vinnunni stendur, er þyngdaraflið (samkvæmt Einstein) afleiðing þess að fjöldinn snúi rýmitanum þar sem aðrir fjöldar eru að flytja. Í nýju tilrauninni tókst eðlisfræðingar að mæla hvernig rúmstími flækir Ladybug. Og hvað finnst þér, hvað mun nýja opnunin leiða? Mun vísindamenn geta loksins samræmast tveimur ekki bryggjunni? Svarið verður að bíða hér, svo og í athugasemdum við þessa grein.