עקרון השוויון החלש הוא מרכיב קריטי בתורת היחסות הכללית. העיקרון מציע שעצמים בשדה כבידה נופלים באופן דומה כאשר לא פועלים עליהם כוחות אחרים, גם אם יש להם מסות או הרכבים שונים.
במחקר חדש, צוות מדענים בדק את העיקרון על ידי מדידת תאוצות של עצמים נופלים חופשיים בלוויין המקיף את כדור הארץ. הם גילו שהתאוצות של זוגות עצמים נבדלו בכ-חלק אחד ל-1015 לשלול כל הפרה של עקרון השוויון החלש או חריגות מההבנה הנוכחית של תורת היחסות הכללית ברמה הזו.
הדו"ח מתאר את התוצאות הסופיות של משימת המיקרוסקופ.
ז'יל מטריס, מדען במצפה הכוכבים בקוט ד'אזור וחבר בצוות ה-MICROSCOPE, אמר, "יש לנו אילוצים חדשים וטובים בהרבה לכל תיאוריה עתידית, כי אסור שהתיאוריות הללו יפרו את עקרון השקילות ברמה זו."
בניסוי שלהם, מדענים מדדו את יחס ה-Eötvös לדיוק גבוה במיוחד, המתייחס לתאוצות של שני עצמים נופלים חופשית. אם יש הבדל בתאוצות העצמים ביותר מחלק אחד בשנת 1015, הניסוי ימדוד אותו ויזהה הפרה זו של ה-WEP.
כדי למדוד את יחס ה-Eötvös, המדענים עקבו אחר התאוצות של מסות הבדיקה של פלטינה וסגסוגת טיטניום כשהם מקיפים את כדור הארץ בלוויין MICROSCOPE. מכשיר הניסוי השתמש בכוחות אלקטרוסטטיים כדי לשמור על זוגות של מסות בדיקה באותו מיקום ביחס זה לזה. הוא חיפש הבדלים פוטנציאליים בכוחות אלה, מה שמצביע על הבדלים בתאוצות העצמים.
מנואל רודריגס, מדען במעבדת התעופה הצרפתית ONERA וחבר בצוות ה-MICROSCOPE, אמר, "האתגר העיקרי של הניסוי היה למצוא דרכים לבדוק את המכשיר על פני כדור הארץ כדי לוודא שהוא יעבוד כפי שתוכנן בחלל. הקושי הוא שהמכשיר שאנו משגרים לא יכול לפעול על הקרקע. אז זה סוג של מבחן עיוור".
עבודת הצוות מניחה את הדרך לחקר לוויינים לבדיקת ה-WEP ביתר דיוק. המחקר שלהם כולל המלצות לשיפור הגדרות הניסוי, כגון מזעור פצפוצי ציפוי לוויינים שהפריעו למדידות התאוצה והחלפת חוטים למכשירים ללא מגע.
ניסוי לוויין המיישם את השדרוגים הללו אמור להיות מסוגל למדוד הפרות פוטנציאליות של ה-WEP ברמה של חלק אחד מתוך 1017, אומרים החוקרים. אבל תוצאות ה-MICROSCOPE יישארו ככל הנראה האילוצים המדויקים ביותר על ה-WEP לזמן מה.
עיון ביומן:
- פייר טובול ואחרים. משימת מיקרוסקופ: תוצאות סופיות של מבחן עקרון השקילות. פיז. הכומר לט. 129. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.121102
