Die Gravitationskonstante, mit G bezeichnet, wird zur Bestimmung der Stärke der Schwerkraft verwendet. Im Laufe der Jahrhunderte haben Wissenschaftler zahlreiche Experimente durchgeführt, um den Wert von G zu bestimmen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist jedoch mit der aktuellen Zahl nicht zufrieden. Sie ist immer noch ungenauer als die Werte aller anderen fundamentalen Naturkonstanten – zum Beispiel die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.
Die Lösung besteht darin, die Gravitationskonstante mit möglichst vielen verschiedenen Methoden zu messen. Wissenschaftler bei ETH Zürich führte ein neues Experiment durch, um die Gravitationskonstante neu zu bestimmen.
Sie richteten ihre Messgeräte in der ehemaligen Festung Furggels bei Pfäfers oberhalb von Bad Ragaz in der Schweiz ein. Der Versuchsaufbau besteht aus zwei in Vakuumkammern aufgehängten Balken.
Wissenschaftler brachten den ersten Balken zum Schwingen. Die Gravitationskopplung führte dazu, dass der zweite Strahl nur eine minimale Bewegung zeigte. Anschließend verwendeten sie Lasergeräte, um die Bewegung der beiden Strahlen zu messen.
Die Messung dieses dynamischen Effekts ermöglichte es den Wissenschaftlern, das Ausmaß des Effekts zu bestimmen konstante Gravitation.
Wissenschaftler fanden heraus, dass dieser Wert 2.2 Prozent über dem aktuellen offiziellen Wert des Committee on Data for Science and Technology liegt. Allerdings unterliegt der neue Wert einer großen Unsicherheit.
Jürg Dual, Professor am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik der ETH Zürich, sagte, „Um einen verlässlichen Wert zu erhalten, müssen wir diese Unsicherheit noch deutlich reduzieren. Wir sind bereits dabei, Messungen mit einem leicht veränderten Versuchsaufbau durchzuführen, um die Konstante G noch genauer bestimmen zu können. Erste Ergebnisse liegen vor, wurden aber noch nicht veröffentlicht. Dennoch sind wir auf dem richtigen Weg.“
Der Vorteil der neuen Methode besteht darin, dass sie dynamisch misst Schwerkraft über die beweglichen Balken.
An dem Projekt waren neben den Wissenschaftlern aus Duals Gruppe und einem Statistikprofessor auch Infrastrukturpersonal wie Reinraumspezialisten, Elektroingenieure und ein Mechaniker beteiligt.
Dual sagt: „Dieses Experiment wäre ohne jahrelange Teamarbeit nicht möglich gewesen.“
Journal Referenz:
- Jürg Dual, Dynamische Messung der Gravitationskopplung zwischen Resonanzstrahlen im Hertz-Bereich, Naturphysik (2022). zurück 10.1038/s41567-022-01642-8
