Fizîk di dîrokê de qada gravitasyonê ya piçûk pîvandin. Whyima girîng e?

Anonim

Zanyarên ku demek dirêj dizanin ku di têgihiştina me ya giran de tiştek wenda ye. Ji bo nimûne, rave nake ka enerjiya tarî ya mestir çiqas berfirehbûna gerdûnê diêşîne, û di heman demê de ne bi mekanîka quantum re, ku behs dike ka çi tişt di asta atom û parçeyên seretayî de tevdigerin. Yek awayek ku hewl bide ku her du teoriyan li hev bikin ev e ku meriv çawa tiştên piçûk bi gravity re têkilî daynin. Di van demên dawî de, tîmê fîzîkalîst ên navdewletî ji bo yekem car di dîrokê de bi serfirazî qada gravitasyonê ya kevirê zêrîn a piçûkî bi di şertên kedê de bi qasî 2 mm. Lêkolînek nû tête çêkirin ku ji bo ku zanyaran alîkariyê bike fêm bike ka çiqas giran bi mekanîka quantum re di asta piçûktir de ye. Bi balkêş, hêzên gravitîkî yên vê mezinahiyê, wekî qaîdeyek, tenê li herêmên galaktiyên herî dûr ên dûr in. Ji ber vê yekê encamên lêkolînek nû bi kêmanî şirîn e.

Fizîk di dîrokê de qada gravitasyonê ya piçûk pîvandin. Whyima girîng e? 20624_1
Ballê zêrîn di qursa xwendina nû de li gorî coinê tê bikar anîn.

Ceribandina Henry Cavendish

Di dawiya sedsala 18-an de, fîzîkîsya Brîtanî û kîmyewî ya Britishngilîzî dixwest ku pîvana navînî ya planetiya me pîvandin. Di ezmûnê de, zanyar pîvazên tweak û rocker bikar anîn, ku wî li ser mijarek metalek dirêj ewle kir. Di wê de, fîzîklîst du hebên pêşeng li ser her 730 gram danîn. Ji her yek ji van topan - li yek bilindiyê - Cavendish, bi qasî 150 kg, di heman demê de ji pêşengiyê ve girêda giran kir. Cavendish di dema ezmûnê de hewildana herî zêde xistin û sazkirina li quncikek darîn danîn da ku pêlên hewayê û germên germê li ser wê yekê bandor nebû.

Encam dibe ku xwendevanên delal nas bike, destûr da ku rastiya têrbûnê were pîvandin û pîvana yekem di dîrokê de bû ku di navbêna laşên di nav şertên kedê de bixwîne. Em jî bala xwe didin ku daneyên ku bi cavendish piştre destûr didin zanyaran ji bo hesabkirina domdariya gravitational.

Berpirsiyariya domdar an Newton domdar domdarek fîzîkî ya bingehîn e, têkiliyek berbiçav a gravitîkî ye.

Fizîk di dîrokê de qada gravitasyonê ya piçûk pîvandin. Whyima girîng e? 20624_2
Dendika navînî ya axê 5.51 e. Van nirxan du sedsalan perçe dike û jêhatiya ezmûnî ya mezin a Brîtanî Henry Cavendish piştrast dike.

Girîng e ku hûn fêm bikin ku zanist di ezmûna wî de karekî diyar nekiriye, ji ber ku di wan salan de hîn jî di civata zanistî de yek ramanek yekcar nehatiye pêşve xistin.

Meriv çawa qada gravitasyonê pîvandin?

Di lêkolînek nû ya fîzîkî de ji Zanîngeha Viyana û akademiya Avusturyayê, ji bo cara yekemîn guhertoyek piçûk a ezmûna kavilandî pêşve xist. Ji bo cara yekemîn di dîrokê de, wan bi serbilindî qada gravitasyonê ya kulikê zêrîn bi dirûvek tenê 2 mm bi karanîna pendulumek pir hesas. Li ser vê pîvanê, tîm neçar bû ku gelek çavkaniyên dorpêçkirinê bi dest bixe.

Pendulumê Torsion an pendulum rotasyonê pergalek mekanîkî ye ku laş li ser mijarek qelew tê sekinandin û tenê yek dereceyek azadî ye: zivirîn li dora axa ku ji hêla mijara rast ve hatî destnîşankirin.

Wekî komek girseyî ya fîzîkî, guleyên zêrîn hatin bikar anîn, her ku diçe 90 mg giraniya. Du deverên zêrîn bi rûkek horizontî ve di navbera 40 millimeter de hatin girêdan. Yek ji wan devkî girseyek ceribandinê bû, dijwarîyek din; Qada sêyemîn a çavkaniya girseyê ye, li rex girseya ceribandinê hate veguheztin da ku danûstendina gravitîkî biafirîne. Ji bo pêşîgirtina têkiliya elektromagnetic ya spheres, dîmendera Faraday hate bikar anîn, û ezmûn li qamyonek valahiyê hate kirin da ku pêşî li navbeynkariya acoustic û sizmî bigire.

Fizîk di dîrokê de qada gravitasyonê ya piçûk pîvandin. Whyima girîng e? 20624_3
Pendulumek piçûk li ser fêkiyek pîvaz a hişk tê sekinandin hêza gravitîkî ya millimeter kevirê zêrîn a millimeter.

Dûv re, bi alîkariya lazer, zanyaran dikaribû wekî rayek ku ji neynikê di navenda rovî de ji detektorê ve hatî şopandin. Gava ku rovî zivirî, tevgera lazerê li ser detektor nîşan da, û tevgera zirarê ya çavkaniyê rast çawa dike, destûr da ku tîmê ku ji hêla du girseyî ve hatî afirandin. Tecrûba destnîşan kir ku cîhana cîhanê ya cîhanê ya cîhanê ji bo girseyên piçûk ên tenê 90 mîlyar rast e.

Her weha bixwînin: Ma mekanîzmayek quantum hebûna cîhê-demê diyar dike?

Encam jî nîşan da ku di pêşerojê de dibe ku pîvandinên piçûktir ên zeviya gravitasyonê jî hebe. Bi balkêş, Dîtina nû dikare alîkariyê bide zanyaran ku di lêkolîna cîhana quantum de pêş bixin û ramanek nû ya mijara tarî, enerjiya tarî, teor û zeviyên scalar bistînin.

Fizîk di dîrokê de qada gravitasyonê ya piçûk pîvandin. Whyima girîng e? 20624_4
Skeme di xwendinê de hate pêşkêş kirin. Nature Cezayê, 2021

Wekî ku ji hêla Hans HeiSas hevkarên li ser zanyarê nû ve tê destnîşankirin, bandora stampkirina herî mezin di ezmûnê de ji oscillations sizmî hate tomar kirin ku ji hêla rêwiyên rêwîtiyê ve li dora laboratîfên lêkolînê li Viyana. Ji ber vê yekê, encamên çêtirîn ên fîzîkî bi şev û di dema betlaneyên Christmas de hatin wergirtin, dema ku mirovên li kolanan piçûktir bûn.

Hûn ê eleqedar bibin: Zanyar nêzî avakirina teoriya gravity a nû ya quantum bûn

Heke hûn hewl bidin ku encamên ku di dema xebatê de hatine bidestxistin, hêza gravitasyonê (li gorî Einstein) bi kurtahî kurt bikin, encama vê rastiyê ye ku girseyê li cîhê ku girseyî diherike. Di ezmûnek nû de, fîzîklîstan kar dikin ku pîvanê biqewiminiqas cîh digire. What hûn çi difikirin, dê pêşengê vekirina nû çi be? Ma zanyar dê di dawiyê de bibin du teoriyên ne-docking li hev bikin? Bersiv dê li vir li bendê be, û her weha di şîroveyên vê gotarê de.

Zêdetir bixwînin