МОСКВА, 11 июля. /ТАСС/. Швейцарские физики измерили гравитационную постоянную Ньютона со сверхвысокой точностью в ходе наблюдений за гравитационными взаимодействиями двух металлических пластинок, одна из которых вибрировала. Результаты замеров ученых были опубликованы в журнале Nature Physics.
Гравитационная постоянная Ньютона - одна из самых старых фундаментальных величин в физике, значение которой пока не определено. Ее текущие общепринятые значения уступают в точности замера другим фундаментальным константам на несколько порядков, а многократные попытки улучшить этот показатель чаще всего приводили к значениям, которые сильно расходятся с результатами других опытов.
Группа швейцарских физиков под руководством профессора Федерального технологического института в Цюрихе Юрга Дуала разработала подход, который позволяет значительно снизить погрешность при проведении таких замеров. Их методика, как отмечают исследователи, опирается на идеи, которые сейчас применяются на детекторах LIGO и ViRGO. Эти установки отслеживают то, насколько сильно гравитационные волны заставляют вибрировать зеркала, подвешенные в вакууме.
Замеры силы тяготения
Вызванные гравитационными волнами вибрации смещают положение зеркал на расстояния, значительно меньшие, чем диаметр атома. Несмотря на это, эти сдвиги можно точно измерить, если подсветить зеркала при помощи лучей лазера и затем "вычесть" один луч из другого. Это позволило ученым открыть несколько десятков всплесков гравитационных волн, порожденных слияниями черных дыр и нейтронных звезд.
Исследователи предположили, что схожим образом можно измерить и гравитационную постоянную Ньютона. Для этого необходимо взять две одинаковых металлических пластинки, подвесить их рядом друг с другом на четко выверенном расстоянии и после этого заставить одну из них колебаться с точно известной частотой.
Эта пластинка будет непрерывно взаимодействовать с соседним объектом посредством силы гравитации. В результате этого вторая пластинка тоже начнет вырабатывать колебания, силу которых можно считать при помощи луча лазера. Опираясь на эту идею, ученые создали прототип подобной установки, измерили на ней гравитационную постоянную и достигли рекордно низкого уровня погрешностей.
Как отмечают физики, результаты этих замеров оказались на 2,2% выше, чем текущее общепринятое значение гравитационной постоянной Ньютона. По их словам, это может отражать как наличие пока неизвестных погрешностей при проведении замеров, так и реальные отклонения. В ближайшее время ученые планируют проверить обе эти гипотезы в ходе экспериментов на более совершенных версиях установки, разработанной профессором Дуалом и его коллегами.
"Помимо уточнения значения гравитационной постоянной, наш подход можно также использовать для изучения того, меняется ли значение этой фундаментальной величины в зависимости от частоты вибрации. Вдобавок, мы планируем проверить, подчиняется ли сила притяжения закону обратных квадратов, как об этом говорит теория Ньютона", - пишут исследователи.