Η Αρχή της Ασθενούς Ισοδυναμίας είναι ένα κρίσιμο συστατικό της θεωρίας της γενικής σχετικότητας. Η αρχή προτείνει ότι τα αντικείμενα σε ένα βαρυτικό πεδίο πέφτουν παρόμοια όταν δεν ασκούνται άλλες δυνάμεις πάνω τους, ακόμα κι αν έχουν διαφορετικές μάζες ή συνθέσεις.
Σε μια νέα μελέτη, μια ομάδα επιστημόνων εξέτασε την αρχή μετρώντας τις επιταχύνσεις των αντικειμένων που πέφτουν ελεύθερα σε έναν δορυφόρο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Βρήκαν ότι οι επιταχύνσεις των ζευγών αντικειμένων διέφεραν κατά περίπου ένα μέρος στο 1015 αποκλείοντας τυχόν παραβιάσεις της Αρχής της Ασθενούς Ισοδυναμίας ή αποκλίσεις από την τρέχουσα κατανόηση του γενική σχετικότητα σε αυτό το επίπεδο.
Η έκθεση περιγράφει τα τελικά αποτελέσματα της αποστολής MICROSCOPE.
Ο Gilles Métris, επιστήμονας στο Παρατηρητήριο της Κυανής Ακτής και μέλος της ομάδας MICROSCOPE, είπε: «Έχουμε νέους και πολύ καλύτερους περιορισμούς για οποιαδήποτε μελλοντική θεωρία, επειδή αυτές οι θεωρίες δεν πρέπει να παραβιάζουν την αρχή της ισοδυναμίας σε αυτό το επίπεδο».
Στο πείραμά τους, οι επιστήμονες μέτρησαν την αναλογία Eötvös σε εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια, η οποία σχετίζεται με τις επιταχύνσεις δύο αντικειμένων σε ελεύθερη πτώση. Εάν υπάρχει διαφορά στις επιταχύνσεις των αντικειμένων κατά περισσότερα από ένα μέρη στο 1015, το πείραμα θα τη μετρήσει και θα ανιχνεύσει αυτή την παραβίαση του WEP.
Για να μετρήσουν την αναλογία Eötvös, οι επιστήμονες παρακολούθησαν τις επιταχύνσεις των μαζών δοκιμής πλατίνας και κράματος τιτανίου καθώς περιφέρονταν γύρω από τη Γη στον δορυφόρο ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ. Το πειραματικό όργανο χρησιμοποίησε ηλεκτροστατικές δυνάμεις για να κρατήσει ζεύγη δοκιμαστικών μαζών στην ίδια θέση μεταξύ τους. Αναζήτησε πιθανές διαφορές σε αυτές τις δυνάμεις, υποδεικνύοντας διαφορές στις επιταχύνσεις των αντικειμένων.
Ο Manuel Rodrigues, επιστήμονας στο γαλλικό αεροδιαστημικό εργαστήριο ONERA και μέλος της ομάδας MICROSCOPE, είπε, «Μια σημαντική πρόκληση του πειράματος ήταν η εύρεση τρόπων δοκιμής του οργάνου στη Γη για να βεβαιωθείτε ότι θα λειτουργούσε όπως σχεδιάστηκε στο διάστημα. Η δυσκολία είναι ότι το όργανο που εκτοξεύουμε δεν μπορεί να λειτουργήσει στο έδαφος. Είναι λοιπόν ένα είδος τυφλού τεστ».
Το έργο της ομάδας ανοίγει το μονοπάτι για δορυφορική έρευνα για να δοκιμάσει το WEP με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια. Η έρευνά τους περιλαμβάνει συστάσεις για τη βελτίωση της πειραματικής ρύθμισης, όπως την ελαχιστοποίηση των κραδασμών της δορυφορικής επίστρωσης που παρεμπόδιζαν τις μετρήσεις επιτάχυνσης και την εναλλαγή των καλωδίων για ανέπαφες συσκευές.
Ένα δορυφορικό πείραμα που υλοποιεί αυτές τις αναβαθμίσεις θα πρέπει να μπορεί να μετρήσει πιθανές παραβιάσεις του WEP στο επίπεδο ενός μέρους στα 1017, λένε οι ερευνητές. Αλλά τα αποτελέσματα του MICROSCOPE θα παραμείνουν πιθανότατα οι πιο ακριβείς περιορισμοί στο WEP για λίγο.
Αναφορά στο περιοδικό:
- Ο Pierre Touboul et al. ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ Αποστολή: Τελικά Αποτελέσματα Τεστ της Αρχής της Ισοδυναμίας. Φυσ. Rev. Lett. 129. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.121102
