Fisici het die eerste mees akkurate en akkurate meting van Newtonse gravitasiekonstante G gedoen
Die gravitasie Konstante wat deur die letter G aangedui word, verskyn in Sir Isaac Newton se wet van universele swaartekrag wat sê dat enige twee voorwerpe a gravitasiekrag aantrekkingskrag op mekaar. Die waarde van Newton gravitasiekonstante G (ook genoem Universele Gravitasiekonstante) word gebruik om aantreklike gravitasiekrag tussen twee voorwerpe te meet. Dit is 'n goeie voorbeeld van 'n klassieke dog aanhoudende uitdaging in fisika, want selfs na byna drie eeue is dit steeds nie heeltemal duidelik hoe waarde van G - een van die mees fundamentele konstantes in die natuur - presies met konsekwente akkuraatheid gemeet kan word nie. Die waarde van G word bepaal deur die afstand en massa van twee voorwerpe relatief tot hul gravitasie-aantrekkingskrag te meet. Dit is 'n uiters klein numeriese waarde as gevolg van die feit dat gravitasiekrag net betekenisvol is vir voorwerpe met 'n groot massa. Die mees uitdagende aspek is dat swaartekrag 'n baie swakker krag is in vergelyking met ander fundamentele kragte soos elektromagnetisme, swak en sterk aantrekkingskrag en dus is G uiters moeilik om te meet. Verder het swaartekrag geen bekende verwantskap met ander fundamentele kragte nie, dus is dit nie moontlik om die waarde daarvan indirek met behulp van ander konstantes (wat meer presies bereken kan word) te bereken nie. Swaartekrag is die enigste interaksie in die natuur wat nie deur die kwantumteorie beskryf kan word nie.
'n Akkurate waarde van G
In 'n onlangse studie gepubliseer in Aard, het wetenskaplikes van China die naaste resultate vir die waarde van G opgelewer. Vir baie jare voor hierdie studie was die voorafbestaande waarde van G 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (Eenhede: meter in kubus per kilogram per tweede kwadraat). In die huidige studie het navorsers hoekversnelling-terugvoermetode en ook tyd-van-swaai-metode gebruik om naby aan die konstruering van 'n presiese en korrekte waarde te kan kom. Die resultate was 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 en 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 en hierdie resultate toon klein standaardafwyking wat ooit aangemeld is in vergelyking met waardes van G in vroeëre studies. Standaardafwyking word gebruik om die hoeveelheid variasie in 'n stel data te meet. Dus, 'n kleiner standaardafwyking beteken dat data nou versprei is tot die gemiddelde waarde wat aandui dat daar nie veel 'afwyking' in die data is nie, maw dit verander nie veel nie.
Die onsekerheid rondom die waarde van G
Navorsers het verklaar dat hul resultate ook "onontdekte sistematiese foute" in verskillende bestaande metodes illustreer. Hulle wys daarop dat van alle bestaande metodes, die mees voorkeurmetode interferometrie behels - 'n metode om met atoomgolwe in te meng - en op hierdie metode moet gefokus word vir toekomstige verbeterings. Nuwe benaderings soos in hierdie studie getoon moet aangeneem word om die mistiek van die waarde van G en die relevansie daarvan in breë areas van fisiese wetenskappe ten volle te verstaan. Die waarde van G self is dalk nie hier die kwessie nie, maar die onsekerheid wat die waarde daarvan omring. Dit wys ietwat ons onvermoë om swak kragte soos swaartekrag en 'n gebrek aan teoretiese begrip van swaartekrag te meet.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
Qing L et al 2018. Metings van die gravitasiekonstante met behulp van twee onafhanklike metodes. Aard. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
