Gravitationskonstant, betecknad som G, används för att bestämma tyngdkraften. Under århundradena har forskare genomfört många experiment för att bestämma värdet av G. Men det vetenskapliga samfundet är inte nöjda med den nuvarande siffran. Det är fortfarande mindre exakt än värdena för alla andra grundläggande naturliga konstanter - till exempel ljusets hastighet i vakuum.
Lösningen går ut på att mäta gravitationskonstanten med så många olika metoder som möjligt. Forskare vid ETH Zurich genomförde ett nytt experiment för att ombestämma gravitationskonstanten.
De satte upp sin mätutrustning i det som tidigare var fästningen Furggels, belägen nära Pfäfers ovanför Bad Ragaz, Schweiz. Den experimentella uppställningen består av två balkar upphängda i vakuumkammare.
Forskare gjorde den första strålen att vibrera. Gravitationskopplingen fick den andra strålen att uppvisa minimal rörelse. De använde sedan laserapparater för att mäta rörelsen hos de två strålarna.
Att mäta denna dynamiska effekt gjorde det möjligt för forskare att bestämma storleken på konstant gravitation.
Forskare fann att värdet 2.2 procent högre än det nuvarande officiella värdet som ges av kommittén för data för vetenskap och teknik. Även om det nya värdet är föremål för stor osäkerhet.
Jürg Dual, professor vid institutionen för maskin- och processteknik vid ETH Zürich, sade, ”För att få ett tillförlitligt värde behöver vi fortfarande minska denna osäkerhet med avsevärda belopp. Vi håller redan på att ta mätningar med en något modifierad experimentuppställning så att vi kan bestämma konstanten G med ännu större precision. De första resultaten är tillgängliga men har ännu inte publicerats. Ändå är vi på rätt väg.”
Den nya metodens fördel är att den mäter dynamiskt tyngdkraften via de rörliga balkarna.
Förutom forskarna från Duals grupp och en statistikprofessor involverade projektet även infrastrukturpersonal som renrumsspecialister, elingenjörer och en mekaniker.
Dual säger, "Det här experimentet kunde inte ha kommit ihop utan år av lagarbete."
Tidskriftsreferens:
- Jürg Dual, Dynamisk mätning av gravitationskoppling mellan resonansstrålar i hertz-regimen, Naturfysik (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01642-8
