Nõrga ekvivalentsuse põhimõte on üldrelatiivsusteooria kriitiline komponent. Põhimõte viitab sellele, et gravitatsiooniväljas olevad objektid langevad sarnaselt, kui neile ei mõju ükski teine jõud, isegi kui neil on erinev mass või koostis.
Uues uuringus katsetas teadlaste meeskond seda põhimõtet, mõõtes Maa ümber tiirleval satelliidil vabalt langevate objektide kiirendusi. Nad leidsid, et objektipaaride kiirendused erinesid umbes ühe osa võrra kümnest15 mis välistab nõrga samaväärsuse põhimõtte rikkumised või kõrvalekalded praegusest arusaamast üldrelatiivsusteooria sellel tasemel.
Aruandes kirjeldatakse MICROSCOPE missiooni lõpptulemusi.
Côte d'Azuri observatooriumi teadlane ja MICROSCOPE meeskonna liige Gilles Métris ütles: "Meil on tulevaste teooriate jaoks uued ja palju paremad piirangud, sest need teooriad ei tohi sellel tasemel rikkuda samaväärsuse põhimõtet."
Teadlased mõõtsid oma katses Eötvösi suhet ülikõrge täpsusega, mis on seotud kahe vabalt langeva objekti kiirendusega. Kui objektide kiirendustes on erinevusi rohkem kui ühe osa võrra 1015. aastal, mõõdab katse seda ja tuvastab selle WEP-i rikkumise.
Eötvösi suhte mõõtmiseks jälgisid teadlased plaatina ja titaanisulami katsemasside kiirendusi, kui need tiirlesid ümber Maa satelliidil MICROSCOPE. Katseseade kasutas elektrostaatilisi jõude, et hoida katsemasside paare üksteise suhtes samas asendis. See otsis võimalikke erinevusi nendes jõududes, mis näitab erinevusi objektide kiirendustes.
Manuel Rodrigues, Prantsuse lennunduslabori ONERA teadlane ja MICROSCOPE meeskonna liige, ütles, "Eksperimendi peamiseks väljakutseks oli leida viise, kuidas katsetada seadet Maal, veendumaks, et see töötab kosmoses kavandatud viisil. Raskus seisneb selles, et meie käivitatud instrument ei saa kohapeal töötada. Nii et see on omamoodi pimetest.
Meeskonna töö loob tee satelliidiuuringutele, et testida WEP-i veelgi täpsemalt. Nende uurimistöö sisaldab soovitusi eksperimentaalse seadistuse täiustamiseks, näiteks kiirenduse mõõtmist takistavate satelliidikatte pragude minimeerimiseks ja juhtmete vahetamiseks kontaktivabade seadmete vastu.
Neid uuendusi rakendav satelliidikatse peaks suutma mõõta võimalikke WEP-i rikkumisi tasemel üks osa kümnest.17, ütlevad teadlased. Kuid MIKROSKOOPI tulemused jäävad tõenäoliselt mõnda aega WEP-i kõige täpsemateks piiranguteks.
Ajakirja viide:
- Pierre Touboul jt. MIKROSKOOBI ülesanne: samaväärsuse põhimõtte testi lõpptulemused. Phys. Rev. Lett. 129. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.121102
