Физика тарыхтагы эң кичинекей гравитациялык талааны өлчөнгөн. Бул эмне үчүн маанилүү?

Anonim

Илимпоздор көптөн бери тартылуу күчү жөнүндө түшүнүгүбүз жок экендигин билишкен. Мисалы, табышмактуу караңгы энергия ааламдын кеңейишин канчалык ылдамдатса, анда ал объектилердин атомдорунун жана башталгыч бөлүкчөлөрдүн деңгээлинде кандай иш-аракеттерди жасаганын сүрөттөйт, ошондой эле кванттык механикацияга туура келбейт. Теорияны тең элдешүүгө аракет кылуунун бир жолу - бул чакан нерселердин тартылуу күчү менен иштешкенин байкоо. Жакында, тарыхтагы эл аралык физиктер тобу биринчи жолу тарыхтагы эң кичинекей алтын табак талаасын лабораториялык шарттарда болжол менен 2 мм-ге диаметри менен гравитациялык жаатын ийгиликтүү ченеген. Жаңы изилдөө илимпоздордун канчалык деңгээлде тартылуу механикасына ылайык, эң кичинекей масштабдагы кванттык механикасына туура келгенин түшүнүүгө жардам берүү максатында иштелип чыккан. Кызыгы, бул чоңдуктагы тартылуу күчтөрү, эреже катары, эң алыскы галактикалардын региондорунда гана пайда болот. Ошентип, жок дегенде, жаңы изилдөөнүн натыйжалары.

Физика тарыхтагы эң кичинекей гравитациялык талааны өлчөнгөн. Бул эмне үчүн маанилүү? 20624_1
Монетага салыштырмалуу жаңы изилдөө учурунда колдонулган алтын топ.

Эксперимент Генри Кавендиш

18-кылымдын аягында, британдык физик жана химик Генри Кавендиш биздин планетабыздын орточо тыгыздыгын өлчөөнү каалады. Экспериментте илимпоз узун металл жипте корголгон твиак таразаларын жана рокерди колдонгон. Анда, физик эки жолу жетектөөчү топту 730 гр. Бул топтордун ар бирине - бир бийиктикте - Кавендиш 150 кг чейин, коргошун дагы жасады. Кэвендиш эксперимент учурунда максималдуу күч-аракетти салып, аба агымынын агымы жана температура тамчылары ага эч кандай таасир тийгизген жок.

Натыйжасы кымбаттуу окурманы билет, жердин тыгыздыгын өлчөө үчүн канааттандырарлык тактыкка жол берген, ал эми лабораториялык шарттарда денелердин ортосундагы тартылуу мамилесин изилдөө үчүн тарыхта биринчи эксперимент болуп калды. Ошондой эле, Кэвендиш аркылуу алынган маалыматтар илимпоздор илимпоздорду тартылуу процессин эсептөөгө уруксат берди.

Гравитациялык туруктуу же Ньютондун туруктуу туруктуу, туруктуу физикалык жактан туруктуу, туруктуу тартиптүү өз ара аракеттенүү.

Физика тарыхтагы эң кичинекей гравитациялык талааны өлчөнгөн. Бул эмне үчүн маанилүү? 20624_2
Жердин орточо тыгыздыгы 5.51. Бул баалуулуктар эки кылымдан бөлүп, Британиянын Генри Кавендиштин чоң эксперименталдык таланты тастыктайт.

Илимпоз өзүнүн экспериментиндеги тартипсиздикти аныктоонун тапшырмасын түшүнгөндүгүн түшүнүү маанилүү, анткени ошол жылдары илимий чөйрөдө али бул жөнүндө бир гана түшүнүк жок экендигин түшүнүү керек.

Гравитациялык талааны кантип өлчөө керек?

Вена университетинин Вена университетинин жаңы изилдөөдө, биринчи жолу Инструкция академиясынын биринчи жолу кавендиялык экспериментинин миниатюралык версиясын иштеп чыккан. Тарыхта биринчи жолу алар алтын идиштин гравитациялык жаатын ийгиликтүү өлчөөгө жетишти 2 мм гана диаметри 2 мм гана, өтө сезгич торсон пендулумун колдонуп, диаметри менен бир гана мм Бул масштабда команда бир катар дүрбөлөң булактарды эске алышы керек болчу.

Торсион маятник же айлануу мас механикалык системасы, организмге жука жипте убактылуу токтотулган жана бир гана эркиндигинин бир гана даражасына ээ болгон механикалык системасы: туруктуу жип менен аныкталган огу тегерегинде айлануу.

Физика, физика, алтын шарлары колдонулган, ар бир араңарда 90 мг тармагы бар. Горизонталдуу айнек таякка 40 миллиметр аралыкта горизонталдуу айнек таякына байланган. Сфералардын бири сыноо массасы, дагы бир салт; Үчүнчү чөйрө - булактуу массалык массалык массалык массанын жанында гравытациялык өз ара аракеттенүүнү түзүү үчүн. Ферадай экраны колдонулган сфералардын иштешине жол бербөө үчүн, акустикалык жана сейсмикалык кийлигишүүнү алдын алуу үчүн боштук кампаниясында эксперимент жүргүзүлгөн.

Физика тарыхтагы эң кичинекей гравитациялык талааны өлчөнгөн. Бул эмне үчүн маанилүү? 20624_3
Кичинекей пендулум жука айнек була боюнча убактылуу токтотулган миллиметр алтын табактын тартылуу күчүн сезет.

Андан соң, лазердин жардамы менен, илимпоздор күзгүдөн чыбыктын чыбыктагы чыбыктагы күзгүдөн жалган рейдин артынан сая түшө алышкан. Таяктын розу менен детекторго лазердин кыймылы тартылуу күчү канчалык деңгээлде көрсөтүлүп, булактын массасынын кыймылы туура, бул топтун эки массасы тарабынан түзүлгөн тартылуу талаасын так көрсөтүүгө уруксат берди. Эксперимент Ньютондун дүйнөсүнүн жарманкеси 90 миллиграммдын кичинекей массалары үчүн да жарактуу экендигин көрсөттү.

Ошондой эле оку: Кванттык механика мейкиндик убакыттын бар экендигин түшүндүрө аласызбы?

Натыйжалар келечекте гравитациялык талаанын кичинекей өлчөөсү болушу мүмкүн экендигин көрсөттү. Кызыктуусу, жаңы ачылыш илимпоздордун кванттык дүйнөсүн изилдөөнү иликтөөгө жардам берип, караңгы энергия, сап теориялары жана скалярдык талаалар менен жаңы идеяны алдык.

Физика тарыхтагы эң кичинекей гравитациялык талааны өлчөнгөн. Бул эмне үчүн маанилүү? 20624_4
Изилдөөгө берилген схема. Сүрөт жаратылыш, 2021

Ханс Хейпас белгилегендей, жаңы окумуштууга берген маегинде, эксперименттеги эң ири штамптоо эффектиси, Вена шаарындагы жөө жүргүнчүлөрдүн жана изилдөө лабораториясынын айланасында жөө жүргүнчүлөрдүн трамвайчылар тарабынан жасалган сейсмикалык термелүүлөрдөн алынган. Ошондуктан, физиканын өлчөөсүнүн эң жакшы натыйжалары түнкүсүн жана Рождество майрамында, көчөлөрдө адамдар кичирейип кеткенде, алда канча кичинекей болгон.

Сизди кызыктырат: илимпоздор жаңы кванттык гравий теориясын түзүүгө жакын келишет

Эгерде сиз иштин жүрүшүндө, тартылуу күчү (Эйнштейндин айтымында), ал эми гравитациялык күчтөр (Эйнштейнге) кыскача баяндалбасак, анда башка массалар кыймылдап жаткан мейкиндик убакыттын өтүшү бар экендигинин кесепети. Жаңы экспериментте, физиктер космостук мезгилдин кандайча бурмаланганын өлчөй алышкан. Кандай деп ойлойсуң, жаңы ачылыш эмнеге алып келет? Илимпоздор акыры, эки теориялык теорияны элдештире алабы? Бул суроонун жообу бул жерде, ошондой эле ушул макалада айтылган комментарийлер.

Көбүрөөк окуу