يعد مبدأ التكافؤ الضعيف مكونًا حاسمًا في نظرية النسبية العامة. يشير المبدأ إلى أن الأجسام في مجال الجاذبية تسقط بشكل مشابه عندما لا تؤثر عليها قوى أخرى ، حتى لو كانت لها كتل أو تركيبات مختلفة.
في دراسة جديدة ، اختبر فريق من العلماء المبدأ عن طريق قياس تسارع الأجسام التي تتساقط بحرية في قمر صناعي يدور حول الأرض. ووجدوا أن تسارع أزواج الأجسام يختلف بمقدار جزء واحد من عشرة15 استبعاد أي انتهاكات لمبدأ التكافؤ الضعيف أو الانحرافات عن الفهم الحالي لـ النسبية العامة على هذا المستوى.
يصف التقرير النتائج النهائية لمهمة MICROSCOPE.
قال جيل ميتريس ، العالم في مرصد كوت دازور وعضو فريق MICROSCOPE: "لدينا قيود جديدة وأفضل بكثير لأي نظرية مستقبلية لأن هذه النظريات يجب ألا تنتهك مبدأ التكافؤ في هذا المستوى."
في تجربتهم ، قاس العلماء نسبة Eötvös إلى دقة عالية للغاية ، والتي تتعلق بتسارع جسمين يسقطان بحرية. إذا كان هناك اختلاف في تسارع الأجسام بأكثر من جزء واحد في 1015 ، فستقوم التجربة بقياسه واكتشاف هذا الانتهاك لـ WEP.
لقياس نسبة Eötvös ، راقب العلماء تسارع كتل اختبار البلاتين وسبائك التيتانيوم أثناء دورانهم حول الأرض في القمر الصناعي MICROSCOPE. استخدمت الأداة التجريبية القوى الكهروستاتيكية للحفاظ على أزواج من كتل الاختبار في نفس الموضع بالنسبة لبعضها البعض. بحثت عن الاختلافات المحتملة في هذه القوى ، مما يشير إلى الاختلافات في تسارع الأجسام.
مانويل رودريغيز ، عالم في مختبر الفضاء الفرنسي ONERA وعضو فريق MICROSCOPE ، محمد, كان التحدي الرئيسي للتجربة هو إيجاد طرق لاختبار الأداة على الأرض للتأكد من أنها ستعمل على النحو المصمم في الفضاء. تكمن الصعوبة في أن الأداة التي نطلقها لا يمكن أن تعمل على الأرض. لذا فهو نوع من الاختبار الأعمى ".
يمهد عمل الفريق الطريق لأبحاث الأقمار الصناعية لاختبار WEP بشكل أكثر دقة. يتضمن بحثهم توصيات لتحسين الإعداد التجريبي ، مثل تقليل تشققات طلاء الأقمار الصناعية التي أعاقت قياسات التسارع واستبدال الأسلاك بالأجهزة التي لا تلامس.
يجب أن تكون تجربة القمر الصناعي التي تنفذ هذه الترقيات قادرة على قياس الانتهاكات المحتملة لـ WEP على مستوى جزء واحد في 1017يقول الباحثون. لكن من المحتمل أن تظل نتائج MICROSCOPE هي القيود الأكثر دقة على WEP لفترة من الوقت.
المرجع مجلة:
- بيير توبول وآخرون. مهمة MICROSCOPE: النتائج النهائية لاختبار مبدأ التكافؤ. فيز. القس ليت. 129. معرف الهوية الرقمي: 10.1103 / PhysRevLett.129.121102
