فیزیکدانان اولین دقیق ترین و دقیق ترین اندازه گیری ثابت گرانشی نیوتنی G را انجام دادند
La گرانشی ثابتی که با حرف G نشان داده می شود در قانون جهان شمول اسحاق نیوتن ظاهر می شود جاذبه که بیان می کند که هر دو جسم الف را اعمال می کنند گرانشی نیروی جاذبه روی یکدیگر ارزش نیوتنی ثابت گرانشی G (که ثابت گرانشی جهانی نیز نامیده می شود) برای اندازه گیری نیروی گرانشی جذاب بین دو جسم استفاده می شود. این یک مثال خوب از یک چالش کلاسیک و در عین حال پایدار در فیزیک است، زیرا حتی پس از گذشت تقریباً سه قرن، هنوز کاملاً مشخص نیست که چگونه می‌توان مقدار G - یکی از اساسی‌ترین ثابت‌های طبیعت - را دقیقاً با دقت ثابت اندازه‌گیری کرد. مقدار G با اندازه گیری فاصله و جرم دو جسم نسبت به جاذبه گرانشی آنها تعیین می شود. این یک مقدار عددی بسیار کوچک است زیرا نیروی جاذبه گرانشی فقط برای اجرام با جرم زیاد قابل توجه است. چالش برانگیزترین جنبه این است که گرانش در مقایسه با سایر نیروهای اساسی مانند الکترومغناطیس، جاذبه های ضعیف و قوی نیروی بسیار ضعیف تری است و بنابراین اندازه گیری G بسیار دشوار است. علاوه بر این، گرانش هیچ رابطه شناخته شده ای با نیروهای بنیادی دیگر ندارد، بنابراین محاسبه مقدار آن به طور غیرمستقیم با استفاده از ثابت های دیگر (که می توان با دقت بیشتری محاسبه کرد) امکان پذیر نیست. گرانش تنها برهمکنش در طبیعت است که توسط نظریه کوانتومی قابل توصیف نیست.
مقدار دقیق G
در مطالعه اخیر منتشر شده در طبیعتدانشمندان چینی نزدیک‌ترین نتایج را برای مقدار G ارائه کرده‌اند. برای سال‌ها قبل از این مطالعه، مقدار G از قبل 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (واحد: متر مکعب در هر کیلوگرم در هر کیلوگرم) بوده است. دوم مربع). در مطالعه حاضر، محققین از روش بازخورد زاویه‌ای-شتاب و همچنین از روش زمان نوسان استفاده کردند تا بتوانند یک مقدار دقیق و صحیح را به دست آورند. نتایج 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 و 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 بود و این نتایج نشان می دهد که انحراف استاندارد کوچکی که تا کنون با مقادیر G در مطالعات قبلی مقایسه شده است، گزارش شده است. انحراف استاندارد برای اندازه گیری میزان تغییرات در مجموعه ای از داده ها استفاده می شود. بنابراین، یک انحراف استاندارد کوچکتر به این معنی است که داده ها به مقدار متوسط توزیع می شوند که نشان می دهد «انحراف» زیادی در داده ها وجود ندارد، یعنی تغییر زیادی نمی کند.
عدم قطعیت در مورد ارزش G
محققان بیان کرده اند که نتایج آنها همچنین "خطاهای سیستماتیک کشف نشده" را در روش های مختلف موجود نشان می دهد. آنها خاطرنشان می کنند که از بین تمام روش های موجود، ترجیح داده شده ترین روش شامل تداخل سنجی - روشی برای تداخل با امواج اتمی - است و این روش باید برای بهبودهای آینده روی این روش متمرکز شود. رویکردهای جدیدی مانند نشان داده شده در این مطالعه باید برای درک کامل رمز و راز ارزش G و ارتباط آن در حوزه های وسیع علوم فیزیکی اتخاذ شود. خود مقدار G ممکن است در اینجا مسئله نباشد، بلکه عدم قطعیتی است که ارزش آن را احاطه کرده است. این تا حدودی ناتوانی ما را در اندازه گیری نیروهای ضعیف مانند گرانش و عدم درک نظری از گرانش نشان می دهد.
***
{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
Qing L et al 2018. اندازه گیری ثابت گرانشی با استفاده از دو روش مستقل. طبیعت. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
