science >> Wetenschap >  >> Fysica

Twee nieuwe manieren om de zwaartekrachtconstante te meten

Vergelijking met eerdere resultaten. G-waarden verkregen in dit werk vergeleken met recente metingen. Credit: Natuur (2018). DOI:10.1038/s41586-018-0431-5

Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in China en één in Rusland heeft twee nieuwe manieren bedacht om de zwaartekrachtconstante te meten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep beschrijft de twee methoden en hoe nauwkeurig ze waren. Stephan Schlamminger van het National Institute of Standards and Technology in de VS schrijft een News &Views-artikel over het werk van het team in dezelfde tijdschrifteditie.

Zwaartekracht is een van de vier fundamentele natuurkrachten (de andere zijn de zwakke en sterke wisselwerking en het elektromagnetisme). Ondanks honderden jaren van gezamenlijke inspanning van wetenschappers over de hele wereld, er is nog steeds geen verklaring voor hoe het werkt. De frustratie wordt nog vergroot door het feit dat niemand een manier heeft kunnen vinden om de werkelijke kracht ervan te meten - wetenschappers proberen dat al honderden jaren te doen, ook. In de moderne tijd, onderzoekers zijn heel dichtbij gekomen, de huidige geaccepteerde waarde is echter 6.67408 × 10 −11 m 3 kg -1 s -2 . In deze nieuwe poging onderzoekers die in China werken, hebben een standaardmethode voor het meten van de zwaartekrachtsconstante gewijzigd:torsieslingers. De methode werd voor het eerst bedacht door Henry Cavendish in 1798, en sinds toen, is vele malen gewijzigd om het nauwkeuriger te maken.

Bij de eerste benadering de onderzoekers bouwden een apparaat bestaande uit een met metaal bedekte silicaplaat die aan een draad in de lucht werd gehangen. Twee stalen kogels zorgden voor een aantrekkingskracht. De zwaartekracht werd gemeten door op te merken hoeveel de draad draaide. De tweede benadering was vergelijkbaar met de eerste, behalve dat de plaat werd opgehangen aan een draaiende draaitafel die de draad op zijn plaats hield. In een dergelijk apparaat de zwaartekracht werd gemeten door de rotatie van de draaitafel te noteren.

In beide benaderingen de onderzoekers voegden functies toe om interferentie van nabije objecten en storingen te voorkomen, inclusief seismisch. Ze rapporteren metingen van 6.674484 × 10 −11 en 6.674184 × 10 −11 m 3 kg -1 s -2 -waarvan beide, het team beweert, zijn nauwkeuriger dan andere eerdere metingen.

© 2018 Fys.org