物理学は歴史の中で最小の重力場を測定しました。どうしてそれが重要ですか?

Anonim

科学者たちは、私たちの重力についての理解において何かが欠けていることを長い間知られています。それは、例えば、不思議な暗黒エネルギーが宇宙の拡大を加速するのかを説明しておらず、そして量子力学と一致しない。両論を調整しようとする1つの方法は、小さいオブジェクトが重力とどのように相互作用するかを観察することです。最近、歴史の初めての物理学者の国際的な物理学者は、実験室条件で直径約2 mmの小さなゴールデンボウルの重力場を首尾よく測定しました。新しい研究は、科学者が重力が量子力学と最も小さいスケールでどのように一致しているかを理解するのを助けるように設計されています。興味深いことに、この大きさの重力は原則として、最も遠い銀河の領域にのみ発生します。それで、新しい研究の結果は少なくとも賞賛する。

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コインと比較して新しい研究の過程でゴールデンボール。

実験ヘンリーキャベンシッシュ

18世紀の終わりに、イギリスの物理学者と化学者ヘンリーキャベンディッシュは私たちの惑星の平均密度を測定したいと考えていました。実験では、科学者はTweak ScalesとRockerを使用しました。これは彼が長い金属糸に固定されていました。その中で、物理学者はそれぞれ約730グラムの2つの鉛ボールを置きます。これらのボールのそれぞれに - 1つの高さ - Cavendish LEDをLED、約150kg、鉛製。空港の最大の努力をし、気流と温度滴がそれに影響を与えなかったように、実験中に最大の努力を払って木箱に設置した。

結果はおそらく親愛なる読者を知っており、地球の密度を測定するために満足のいく精度を許容し、実験室条件の体の重力の相互作用を研究するために歴史の最初の実験となりました。また、Cavendishによって得られたデータはその後科学者が重力定数を計算することを許可されていることにも注意してください。

重力定数またはニュートン定数は、重力相互作用の一定の基本的な物理的定数です。

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土地の平均密度は5.51です。これらの価値観は2世紀を分け、イギリスのヘンリーキャベンディッシュの巨大な実験的才能を確認します。

彼の実験における科学者が重力の定数を決定するという仕事をしなかったことを理解することは重要です。

重力場の測定方法

ウィーン大学とオーストリア科学アカデミーからの物理学の新たな研究では、初めてのCavendish実験のミニチュア版を開発しました。歴史の中で初めて、高感度のねじり振り子を使用して直径2 mmの金色ボウルの重力場を正常に測定できました。この規模では、チームはいくつかの摂動源を考慮に入れなければなりませんでした。

ねじり振り子または回転振り子は、本体が薄い糸に吊り下げられ、固定ねじによって定義された軸の周りの回転を有する機械的システムである。

物理学の重力質量として、金ボールを使用し、それぞれ約90mgの重量を量りました。 2つの金球を40ミリメートルの距離で水平ガラスロッドに取り付けた。一方の球体はテスト塊、もう一つのカウンターウェイトでした。 3番目の球はソース質量で、試験質量の横に移動して重力の相互作用を生み出します。球の電磁相互作用を防止するために、ファラデースクリーンを使用し、音響干渉および耐震防止を防止するために真空チャンバ内で実験を行った。

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薄いガラス繊維に小さな振り子が吊り下げられている金色のボウルの重力力を感じます。

それから、レーザーの助けを借りて、科学者たちは棒の中央の鏡から検出器に跳ね返った光線として追跡することができました。ロッドが回転したとき、検出器上のレーザの移動は重力力が作用するかを示し、ソースの質量の移動は正しく機能し、チームが2つの質量によって生成された重力場を正確に表示させることを可能にした。実験は、ニュートンの世界フェアの世界がわずか90ミリグラムの小さな質量でさえ有効であることを示した。

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結果はまた、将来的には重力場の測定値がさらに小さいかもしれないことを示した。興味深いことに、新しい発見は、Quantumの世界の研究を進め、暗黒物質、暗黒エネルギー、文字列理論、およびスカラー分野の新しい考えを得るのを助けることができます。

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この学習は研究で提示された。イメージNature、2021

HANS Heipas Studies Collaboratorが新しい科学者とのインタビューで、実験における最大スタンピング効果は、ウィーンの研究研究所周辺の歩行者や路面電車の交通局によって発生した地震振動から計上されました。したがって、路上の人々が小さかったとき、物理学の測定結果は夜間およびクリスマス休暇中に得られた。

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作業中に得られた結果を短時間要約しようとすると、重力力(アインシュタインによると)は、大衆が他の大衆が動いている時期をねじるという事実の結果です。新たな実験では、物理学者は、スペースタイムがてんとう虫をどのようにねじるかを測定することに成功しました。そして、あなたはどう思いますか、新しいオープニングは何ですか?科学者たちは最終的に2つの非ドッキング理論を調和させることができるでしょうか?この記事へのコメントだけでなく、答えはここで待っています。

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