Een van de meest onbekende fenomenen in de moderne natuurkunde is de zwaartekracht. De meting en wetten blijven enigszins een raadsel. Onderzoekers van de Tohoku University hebben belangrijke informatie onthuld over een nieuw aspect van de aard van zwaartekracht door de kleinste massaschaal te onderzoeken.

Professor Nobuyuki Matsumoto heeft een team van onderzoekers geleid om een ​​zwaartekrachtsensor te ontwikkelen die gebaseerd is op het monitoren van de verplaatsing van een hangende spiegel, waarmee de zwaartekracht van de kleinste massa ooit kan worden gemeten.

Het onderzoeksteam was geïnteresseerd in de vraag of de aard van zwaartekracht klassiek of kwantum is. "In de afgelopen honderd jaar ons begrip van de natuur is verdiept op basis van de kwantumtheorie en de algemene relativiteitstheorie. Om deze vooruitgang voort te zetten, het is noodzakelijk om meer te begrijpen over de aard van zwaartekracht, ’ zei Matatsumoto.

Tot nu toe is de kleinste massa waarvoor mensen een zwaartekrachtveld hebben gemeten ongeveer 100 g, die verrassend groter is dan de massaschaal van een gewoon potlood (~ 10 g). Omdat de zwaartekracht veel zwakker is dan andere krachten, zoals de elektromagnetische kracht, het is moeilijk om de zwaartekracht te meten die wordt gegenereerd door kleine massa's.

Matsumoto verklaarde dat "het systeem is gemaakt op basis van de technologie die is ontwikkeld voor zwaartekrachtgolfdetectoren, bijv. laserstabilisatie, een trillingsisolatiefase, hoog vacuüm en lawaai jacht. In tegenstelling tot zwaartekrachtgolfdetectoren, we gebruikten een driehoekige optische holte, geen lineaire optische holte om het geluidsniveau van de verplaatsingssensor te verminderen en een stabiele werking van de sensor te behouden. Het geluidsniveau van ons systeem, door de Brownse beweging van de hangende spiegel, is een van de kleinste ter wereld."

De ontwikkeling van een dergelijke zwaartekrachtsensor zal de weg vrijmaken voor een nieuwe klasse van experimenten waarbij zwaartekrachtkoppeling tussen kleine massa's in kwantumregimes kan worden bereikt.