Principiul echivalenței slabe este o componentă critică a teoriei relativității generale. Principiul sugerează că obiectele dintr-un câmp gravitațional cad în mod similar atunci când nu acționează alte forțe asupra lor, chiar dacă au mase sau compoziții diferite.
Într-un nou studiu, o echipă de oameni de știință a testat principiul măsurând accelerațiile obiectelor în cădere liberă dintr-un satelit care orbitează Pământul. Ei au descoperit că accelerațiile perechilor de obiecte diferă cu aproximativ o parte din 1015 excluzând orice încălcări ale Principiului echivalenței slabe sau abateri de la înțelegerea actuală a relativitatea generală la acel nivel.
Raportul descrie rezultatele finale ale misiunii MICROSCOPE.
Gilles Métris, om de știință la Observatorul Côte d'Azur și membru al echipei MICROSCOPE, a spus: „Avem constrângeri noi și mult mai bune pentru orice teorie viitoare, deoarece aceste teorii nu trebuie să încalce principiul echivalenței la acest nivel.”
În experimentul lor, oamenii de știință au măsurat raportul Eötvös la o precizie extrem de ridicată, care se referă la accelerațiile a două obiecte în cădere liberă. Dacă există o diferență în accelerațiile obiectelor cu mai mult de o parte în 1015, experimentul o va măsura și va detecta această încălcare a WEP.
Pentru a măsura raportul Eötvös, oamenii de știință au monitorizat accelerațiile maselor de testare ale aliajelor de platină și titan în timp ce orbitau în jurul Pământului în satelitul MICROSCOPE. Instrumentul experimental a folosit forțe electrostatice pentru a menține perechile de mase de testare în aceeași poziție una față de alta. S-a căutat diferențe potențiale ale acestor forțe, indicând diferențe în accelerațiile obiectelor.
Manuel Rodrigues, om de știință la laboratorul aerospațial francez ONERA și membru al echipei MICROSCOPE, a spus, „O provocare majoră a experimentului a fost găsirea unor modalități de a testa instrumentul pe Pământ pentru a se asigura că va funcționa așa cum a fost proiectat în spațiu. Dificultatea este că instrumentul pe care îl lansăm nu poate funcționa la sol. Deci este un fel de test orb.”
Munca echipei stabilește calea cercetării prin satelit pentru a testa WEP-ul și mai precis. Cercetările lor includ recomandări pentru îmbunătățirea cadrului experimental, cum ar fi reducerea la minimum a cracurilor de acoperire prin satelit care au împiedicat măsurătorile de accelerație și schimbarea cablurilor pentru dispozitive fără contact.
Un experiment prin satelit care implementează aceste upgrade-uri ar trebui să poată măsura potențialele încălcări ale WEP la nivelul unei părți din 10.17, spun cercetătorii. Dar rezultatele MICROSCOPE vor rămâne probabil cele mai precise constrângeri ale WEP pentru o perioadă.
Referința jurnalului:
- Pierre Touboul et al. Misiune MICROSCOPE: Rezultatele finale ale testării principiului echivalenței. Fiz. Rev. Lett. 129. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.121102
