A gyenge ekvivalencia elv az általános relativitáselmélet kritikus eleme. Az elv azt sugallja, hogy a gravitációs térben lévő objektumok hasonlóan esnek, ha semmilyen más erő nem hat rájuk, még akkor sem, ha eltérő tömegűek vagy összetételűek.
Egy új tanulmányban egy tudóscsoport úgy tesztelte az elvet, hogy a Föld körül keringő műholdban szabadon eső tárgyak gyorsulását mérte. Azt találták, hogy az objektumpárok gyorsulása körülbelül egy résszel tér el 10-ben15 kizárva a gyenge egyenértékűség elvének megsértését vagy a jelenlegi értelmezéstől való eltérést általános relativitáselmélet azon a szinten.
A jelentés a MICROSCOPE küldetés végső eredményeit ismerteti.
Gilles Métris, a Côte d'Azur Obszervatórium tudósa és a MICROSCOPE csapat tagja elmondta: "Új és sokkal jobb korlátaink vannak minden jövőbeli elmélethez, mert ezek az elméletek nem sérthetik meg az ekvivalencia elvét ezen a szinten."
Kísérletükben a tudósok rendkívül nagy pontossággal mérték az Eötvös-hányadost, ami két szabadon eső tárgy gyorsulására vonatkozik. Ha 1015-ben több mint egy résznyi különbség van az objektumok gyorsulásai között, a kísérlet megméri azt, és észleli a WEP megsértését.
Az Eötvös-hányados mérésére a tudósok a MICROSCOPE műhold segítségével figyelték a platina és titánötvözet teszttömegeinek gyorsulását, miközben azok Föld körül keringtek. A kísérleti műszer elektrosztatikus erők segítségével tartotta a teszttömeg-párokat egymáshoz képest ugyanabban a helyzetben. Ezekben az erőkben potenciális különbségeket keresett, jelezve az objektumok gyorsulásainak különbségeit.
Manuel Rodrigues, az ONERA francia űrlabor tudósa és a MICROSCOPE csapat tagja, mondott, „A kísérlet legnagyobb kihívása az volt, hogy megtaláljuk a módját a műszernek a Földön történő tesztelésének, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy az úgy működik, ahogy azt tervezték az űrben. A nehézség az, hogy az általunk elindított műszer nem tud a földön működni. Szóval ez egyfajta vakteszt.”
A csapat munkája megteremti a műholdkutatás útját a WEP még pontosabb tesztelése érdekében. Kutatásaik javaslatokat tartalmaznak a kísérleti beállítások javítására, például a gyorsulásméréseket akadályozó műholdbevonat recsegésének minimalizálására és a vezetékek érintkezés nélküli eszközökre való cseréjére.
Egy műholdas kísérletnek, amely végrehajtja ezeket a frissítéseket, képesnek kell lennie a WEP lehetséges megsértésének mérésére 10-ből egy rész szintjén.17, mondják a kutatók. De a MICROSCOPE eredmények valószínűleg egy ideig a legpontosabb megszorítások maradnak a WEP-ben.
Journal Reference:
- Pierre Touboul et al. MIKROSZKÓP küldetés: Az egyenértékűségi elv vizsgálatának végső eredményei. Phys. Rev. Lett. 129. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.121102
