קבוע כבידה, המסומן כ-G, משמש לקביעת עוצמת הכבידה. במשך מאות שנים, מדענים ערכו ניסויים רבים כדי לקבוע את ערכו של G. עם זאת, הקהילה המדעית לא מרוצה מהנתון הנוכחי. זה עדיין פחות מדויק מהערכים של כל הקבועים הטבעיים הבסיסיים האחרים - למשל, ה מהירות האור בוואקום.
הפתרון כולל מדידת קבוע הכבידה בכמה שיותר שיטות שונות. מדענים ב המכון הטכנולוגי של ציריך ערכו ניסוי חדש כדי לקבוע מחדש את קבוע הכבידה.
הם הציבו את ציוד המדידה שלהם במה שהיה בעבר מבצר Furggels, שנמצא ליד Pfäfers מעל באד ראגאז, שוויץ. מערך הניסוי מורכב משתי קורות תלויות בתאי ואקום.
מדענים יצרו את האלומה הראשונה לרטט. הצימוד הגרביטציוני גרם לקורה השנייה להפגין תנועה מינימלית. לאחר מכן הם השתמשו במכשירי לייזר כדי למדוד את התנועה של שתי הקרניים.
מדידת האפקט הדינמי הזה אפשרה למדענים לקבוע את גודל ה קבוע כבידה.
מדענים מצאו שהערך גבוה ב-2.2% מהערך הרשמי הנוכחי שניתן על ידי הוועדה לנתונים למדע וטכנולוגיה. אמנם, הערך החדש נתון לאי ודאות רבה.
יורג דואל, פרופסור במחלקה להנדסת מכונות ותהליכים ב-ETH ציריך, אמר, "כדי להשיג ערך אמין, אנחנו עדיין צריכים להפחית את אי הוודאות הזו בכמות ניכרת. אנחנו כבר בתהליך של ביצוע מדידות עם מערך ניסוי שונה במקצת כדי שנוכל לקבוע את הקבוע G בדיוק גדול עוד יותר. תוצאות ראשוניות זמינות אך עדיין לא פורסמו. ובכל זאת, אנחנו בדרך הנכונה".
היתרון של השיטה החדשה הוא שהיא מודדת באופן דינמי כוח משיכה באמצעות הקורות הנעות.
בנוסף למדענים מהקבוצה של דואל ולפרופסור לסטטיסטיקה, הפרויקט כלל גם אנשי תשתית כמו מומחי חדרים נקיים, מהנדסי חשמל ומכונאי.
דואל אומר, "הניסוי הזה לא היה יכול להתגבש בלי שנים של מאמץ צוות."
עיון ביומן:
- Jürg Dual, מדידה דינמית של צימוד כבידה בין קרני תהודה במשטר הרץ, פיזיקת טבע (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01642-8
