最终,使用微小原子的古怪量子行为固定了一个基本常数,该常数最终将所有物体之间的重力大小固定。
意大利佛罗伦萨大学的原子物理学家Guglielmo Tino说,新的结果可能有助于树立重力常数的官方价值,甚至可以帮助科学家找到额外的时空维度的证据。 [扭曲的物理:7个令人振奋的发现这是给出的
难以捉摸的价值
根据传说艾萨克·牛顿爵士观看了一个倒下的苹果后,首先提出了他的重力理论。在牛顿方程式中,重力力随着相关对象的质量而生长,而力越远的对象彼此之间的距离越弱。英国多层人士知道,必须将物体的质量乘以常数或“大G”,以达到这两个物体之间的重力,但他无法计算其价值。 (“大G”不同于“小g”,这是地球上局部重力加速。)
1798年,科学家亨利·卡文迪许(Henry Cavendish)计算了大G,以确定地球的质量。为此,卡文迪什(Cavendish)悬挂在电线上的哑铃,在附近的不同距离上放置了巨大的铅球体,然后测量了哑铃旋转的多少,以响应着邻近的哑铃的引人入胜。 [6关于重力的奇怪事实这是给出的
从那时起,几乎每项测量大G的尝试都使用了卡文迪许方法的一些变体。其中许多实验具有相当精确的价值,这是不同意的。加州大学伯克利分校的原子物理学家霍尔格·穆勒(HolgerMüller)说,这是因为很难确定所用的复杂系统中所有潜在的错误来源。
穆勒告诉《现场科学》:“引力非常小,因此从气流到电荷的任何东西都可以给您带来虚假的结果。”
结果,Big G的精度要比其他基本常数少得多,例如光速蒂诺告诉现场科学,或者是电子的质量。
保持冷静
大型系统似乎没有起作用,因此研究人员决定走得很小。
团队冷却了rubidium原子高于绝对零的温度(减去459.67华氏度,或减去273.15摄氏度),原子几乎根本不移动。然后,研究人员将原子向上发射到真空管内,并让它们掉落在所谓的原子喷泉中。
他们还在附近放置了数百磅的钨。
查看钨是如何扭曲的引力场,他们转向量子力学,这是控制亚原子颗粒的奇异规则。在小尺度上,诸如原子之类的粒子也可以像波一样行为 - 这意味着它们可以同时采用两种不同的路径。因此,团队将rubidium原子跌落时采取的路径分开,然后使用一种称为原子干涉仪的设备来测量这些路径的波形如何变化。路径重新组合时的峰和山谷的变化是钨质质量的重力的结果。
G -6.67191(99)X 10 ^ -11米 /千克秒 ^ 2-的新测量方法并不像最佳措施那样精确,但是由于它使用了单个原子,科学家可以更有信心的是,结果不会被隐藏的错误所束缚,而这些误差挫败了更为复杂的实验者,而过去的实验室则被蒂诺(Tino)告诉现场科学。
穆勒说,这一成就令人印象深刻。
穆勒告诉《现场科学》:“我认为这项实验几乎是不可能的,因为这些群众对引力的影响很小。” “这确实是一个很棒的突破。”
新价值
新的实验使人们希望将来的测量最终能够确定为Big G的更精确的价值。
这些发现还可以帮助科学家发现是否有更奇怪的事情在起作用。一些理论表明额外的尺寸可以在我们自己的四维世界中扭曲重力领域。这些扭曲可能会非常微妙,只有在很小的距离下才是显而易见的。蒂诺说,实际上,其他人建议其他实验室获得的不同结果是由这种绕过的侵入性侵入造成的。
他说,通过排除方法论错误,新技术可以用来找到额外的维度证据。
G的新价值今天(6月18日)在《自然》杂志上发表。
跟随Tia Ghose叽叽喳喳和Google+。跟随现场科学@livescience,,,,Facebook和Google+。原始文章现场科学。