Füüsikud on saavutanud esimese kõige täpsema ja täpseima Newtoni gravitatsioonikonstandi G mõõtmise
. Gravitatsiooniline Konstant, mida tähistatakse tähega G, esineb Sir Isaac Newtoni universaalsuse seaduses gravitatsioon mis väidab, et mis tahes kaks objekti avaldavad a gravitatsiooniliste üksteise külgetõmbejõud. Newtoni väärtus gravitatsioonikonstant G (nimetatakse ka universaalseks gravitatsioonikonstantiks) kasutatakse kahe objekti vahelise atraktiivse gravitatsioonijõu mõõtmiseks. See on hea näide klassikalisest, kuid püsivast väljakutsest füüsikas, sest isegi peaaegu kolme sajandi möödudes pole ikka veel täiesti selge, kuidas saab looduse ühe põhikonstandi G väärtust täpselt ühtlase täpsusega mõõta. G väärtus määratakse kahe objekti kauguse ja massi mõõtmise teel nende gravitatsioonilise külgetõmbe suhtes. See on äärmiselt väike arvväärtus, kuna gravitatsiooniline külgetõmbejõud on oluline ainult suure massiga objektide puhul. Kõige keerulisem aspekt on see, et gravitatsioon on palju nõrgem jõud võrreldes teiste põhijõududega, nagu elektromagnetism, nõrgad ja tugevad atraktsioonid ja seega on G mõõtmine äärmiselt keeruline. Lisaks ei ole gravitatsioonil teadaolevat seost teiste fundamentaalsete jõududega, nii et selle väärtuse kaudne arvutamine teiste konstantide (mida saab täpsemalt arvutada) abil ei ole võimalik. Gravitatsioon on looduses ainus interaktsioon, mida kvantteooria abil kirjeldada ei saa.
G täpne väärtus
Aastal avaldatud hiljutises uuringus loodus, on Hiina teadlased andnud G väärtuse kohta kõige lähedasemad tulemused. Paljude aastate jooksul enne seda uuringut oli G väärtus olnud 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (ühikud: kuupmeetrit kilogrammi kohta teine ruudus). Käesolevas uuringus kasutasid teadlased nurkkiirenduse tagasiside meetodit ja ka õõtsumisaja meetodit, et jõuda lähedale täpse ja õige väärtuse konstrueerimisele. Tulemused olid 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 ja 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 ning need tulemused näitavad väikest standardhälvet, mis on kunagi teatatud, võrreldes G väärtustega varasemates uuringutes. Standardhälvet kasutatakse andmekogumi variatsiooni suuruse mõõtmiseks. Seega tähendab väiksem standardhälve seda, et andmed on keskmise väärtusega tihedalt jaotunud, mis tähendab, et andmetes ei ole palju 'hälvet', st need ei muutu palju.
Ebakindlus G väärtuse ümber
Teadlased on väitnud, et nende tulemused näitavad ka "avastamata süstemaatilisi vigu" erinevates olemasolevates meetodites. Nad juhivad tähelepanu sellele, et kõigist olemasolevatest meetoditest hõlmab kõige eelistatum meetod interferomeetriat – aatomilainete sekkumise meetodit – ning sellele meetodile tuleks edaspidiste parenduste jaoks keskenduda. Selleks et mõista täielikult G väärtuse müstikat ja selle olulisust füüsikaliste teaduste laiades valdkondades, tuleb kasutusele võtta uued lähenemisviisid, nagu on näidatud selles uuringus. Siin ei pruugi probleem olla G väärtus, vaid selle väärtust ümbritsev ebakindlus. See näitab mõnevõrra meie suutmatust mõõta nõrku jõude, nagu gravitatsioon, ja gravitatsiooni teoreetilise arusaama puudumist.
***
{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}
Allikas (d)
Qing L et al 2018. Gravitatsioonikonstandi mõõtmised kahe sõltumatu meetodi abil. loodus. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
