Prinsip Kesetaraan Lemah adalah komponen penting dari teori relativitas umum. Prinsipnya menunjukkan bahwa benda-benda dalam medan gravitasi jatuh dengan cara yang sama ketika tidak ada gaya lain yang bekerja padanya, bahkan jika mereka memiliki massa atau komposisi yang berbeda.
Dalam sebuah studi baru, tim ilmuwan menguji prinsip tersebut dengan mengukur percepatan benda yang jatuh bebas di satelit yang mengorbit Bumi. Mereka menemukan bahwa percepatan pasangan benda berbeda sekitar satu bagian dalam 1015 mengesampingkan pelanggaran Prinsip Kesetaraan Lemah atau penyimpangan dari pemahaman saat ini Relativitas umum di level itu.
Laporan tersebut menjelaskan hasil akhir dari misi MICROSCOPE.
Gilles Métris, seorang ilmuwan di Côte d'Azur Observatory dan anggota tim MICROSCOPE, berkata, "Kami memiliki batasan baru dan jauh lebih baik untuk teori apa pun di masa depan karena teori ini tidak boleh melanggar prinsip kesetaraan pada tingkat ini."
Dalam percobaan mereka, para ilmuwan mengukur rasio Eötvös dengan presisi yang sangat tinggi, yang berkaitan dengan percepatan dua benda yang jatuh bebas. Jika ada perbedaan percepatan objek lebih dari satu bagian dalam 1015, eksperimen akan mengukurnya dan mendeteksi pelanggaran WEP ini.
Untuk mengukur rasio Eötvös, para ilmuwan memantau percepatan massa uji paduan platinum dan titanium saat mereka mengorbit Bumi di satelit MIKROSKOP. Instrumen eksperimen menggunakan gaya elektrostatik untuk menjaga pasangan massa uji pada posisi yang sama relatif satu sama lain. Itu mencari perbedaan potensial dalam gaya-gaya ini, yang menunjukkan perbedaan dalam percepatan benda.
Manuel Rodrigues, seorang ilmuwan di laboratorium kedirgantaraan ONERA Prancis dan anggota tim MICROSCOPE, tersebut, “Tantangan utama dari eksperimen ini adalah menemukan cara untuk menguji instrumen di Bumi untuk memastikannya berfungsi seperti yang dirancang di luar angkasa. Kesulitannya adalah instrumen yang kami luncurkan tidak dapat beroperasi di darat. Jadi ini semacam tes buta.”
Kerja tim membuka jalan bagi penelitian satelit untuk menguji WEP dengan lebih tepat. Penelitian mereka mencakup rekomendasi untuk meningkatkan pengaturan eksperimental, seperti meminimalkan keretakan lapisan satelit yang menghambat pengukuran percepatan dan menukar kabel dengan perangkat tanpa kontak.
Eksperimen satelit yang menerapkan pemutakhiran ini harus dapat mengukur potensi pelanggaran WEP pada tingkat satu bagian dalam 1017, kata para peneliti. Tetapi hasil MIKROSKOP kemungkinan akan tetap menjadi kendala paling tepat pada WEP untuk sementara waktu.
Referensi Jurnal:
- Pierre Touboul dkk. Misi MIKROSKOP: Hasil Akhir Uji Prinsip Kesetaraan. Phys. Pdt. Lett. 129. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.121102
