物理学家却测量最小的引力领域

奥地利物理学家团队已经测量了在1.07毫米半径为1.07毫米的两个金球之间的引力力。

扭转摆和安装源极块的照片。图像信用:Westphal等,DOI:10.1038 / S41586-021-03250-7。

扭转摆和安装源极块的照片。图片学分:韦斯特斯帕尔。,DOI:10.1038 / S41586-021-03250-7。

重力是所有已知的基本力量最弱,对现代物理学构成一些最重要的开放问题:它在物理标准模型中仍然抵抗统一,其潜在的概念似乎与量子理论根本断开连接。

因此,所有尺度的重力是一个重要的实验努力。到目前为止,这些测试主要涉及千克规模及以后的宏观群众。

“在Isaac牛顿的时间里,据信,重力被保留用于行星等天文物品,”来自维也纳大学和同事的物理学院的耶利梅斯·佩夫斯博士说。

“直到他面前的卡腔和尼维尔·帕米斯尼的工作不是 - 才能表明地球上的物体也产生自己的重力。”

“使用优雅的摆动装置,卡文式成功地测量了铅球30厘米,重量1797年的160公斤产生的引力力。”

“所谓的扭转摆 - 悬浮在薄线的杆的末端的两个质量,并自由旋转 - 被引线质量的重力被测重力偏转。”

“在未来的几个世纪中,进一步完善了这些实验,以衡量重力,以提高准确性。”

在球迷实验的小组的微型版本中,引力源是几乎球形的金质量,半径为1.07mm,质量为92.1mg。类似尺寸的金色球体充当90.7毫克的测试质量。

其思想是,对源质量的位置进行周期性调制,在测试质量的位置产生一个随时间变化的引力势,其加速度可在一个微型扭摆结构中测量。

实验在高真空中进行,从而最大限度地减少了来自声学耦合和气体分子的动量转移的残留噪声。

“我们来回移动黄金球体,创造一个随时间变化的引力领域,”Pfaff博士说。

“这使得扭转摆在特定激励频率上振荡。”

“我们的实验中最大的非引力效应来自维也纳的实验室周围的行人和电车交通产生的地震振动,”普兰斯图研究所和量子信息研究所(IQoqi)维也纳研究员博士Hans Hepach博士奥地利科学院。

“因此,当交通不大时,我们在夜间和圣诞假期中获得了最佳测量数据。”

球队工作,发表在杂志自然这将使基本相互作用的研究成为可能,并为探索引力的量子本质提供了一条道路。

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T. Westphal.。2021.毫米尺寸块之间的重力耦合的测量。自然591年,225 - 228;doi: 10.1038 / s41586 - 021 - 03250 - 7

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