ფიზიკოსებმა შეასრულეს ნიუტონის გრავიტაციული მუდმივის G პირველი ყველაზე ზუსტი და ზუსტი გაზომვა
ის გრავიტაციული მუდმივი, რომელიც აღინიშნება ასო G-ით, ჩნდება სერ ისააკ ნიუტონის უნივერსალურ კანონში გრავიტაცია რომელშიც ნათქვამია, რომ ნებისმიერი ორი ობიექტი ახორციელებს ა გრავიტაციული მიზიდულობის ძალა ერთმანეთზე. ნიუტონის ღირებულება გრავიტაციული მუდმივი G (ასევე უწოდებენ უნივერსალურ გრავიტაციულ მუდმივობას) გამოიყენება ორ ობიექტს შორის მიმზიდველი გრავიტაციული ძალის გასაზომად. ეს არის კლასიკური, მაგრამ მუდმივი გამოწვევის კარგი მაგალითი ფიზიკაში, რადგან თითქმის სამი საუკუნის შემდეგაც კი, ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე ნათელი, როგორ შეიძლება ზუსტად გაიზომოს G-ის მნიშვნელობა - ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე ფუნდამენტური მუდმივი. G-ის მნიშვნელობა განისაზღვრება ორი ობიექტის მანძილისა და მასის გაზომვით მათ გრავიტაციულ მიზიდულობასთან მიმართებაში. ეს არის უკიდურესად მცირე რიცხვითი მნიშვნელობა იმის გამო, რომ გრავიტაციული მიზიდულობის ძალა მნიშვნელოვანია მხოლოდ დიდი მასის მქონე ობიექტებისთვის. ყველაზე რთული ასპექტი ის არის, რომ გრავიტაცია გაცილებით სუსტი ძალაა სხვა ფუნდამენტურ ძალებთან შედარებით, როგორიცაა ელექტრომაგნიტიზმი, სუსტი და ძლიერი მიზიდულობები და, შესაბამისად, G უკიდურესად რთული გაზომვაა. გარდა ამისა, გრავიტაციას არ აქვს ცნობილი კავშირი სხვა ფუნდამენტურ ძალებთან, ამიტომ მისი მნიშვნელობის არაპირდაპირი გამოთვლა სხვა მუდმივების გამოყენებით (რომლებიც უფრო ზუსტად შეიძლება გამოითვალოს) შეუძლებელია. გრავიტაცია არის ერთადერთი ურთიერთქმედება ბუნებაში, რომლის აღწერა შეუძლებელია კვანტური თეორიით.
ზუსტი მნიშვნელობა გ
ბოლო კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა ბუნება, ჩინეთიდან მეცნიერებმა მიიღეს უახლოესი შედეგები G-ის მნიშვნელობისთვის. ამ კვლევამდე მრავალი წლის განმავლობაში, G-ის წინასწარ არსებული მნიშვნელობა იყო 6.673889 × 10-11 მ3 კგ-1 ს-2 (ერთეულები: მეტრი კუბურები თითო კილოგრამზე თითო მეორე კვადრატში). მიმდინარე კვლევაში მკვლევარებმა გამოიყენეს კუთხური აჩქარების უკუკავშირის მეთოდი და ასევე დროის რხევის მეთოდი, რათა შეეძლოთ მიახლოება ზუსტი და სწორი მნიშვნელობის აგებასთან. შედეგები იყო 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 და 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 და ეს შედეგები აჩვენებს მცირე სტანდარტულ გადახრას, რომელიც ოდესმე იყო დაფიქსირებული G-ის მნიშვნელობებთან შედარებით ადრე კვლევებში. სტანდარტული გადახრა გამოიყენება მონაცემთა ნაკრების ცვალებადობის რაოდენობის გასაზომად. ამრიგად, უფრო მცირე სტანდარტული გადახრა ნიშნავს, რომ მონაცემები მჭიდროდ არის განაწილებული საშუალო მნიშვნელობასთან, რაც ნიშნავს, რომ მონაცემებში არ არის დიდი „გადახრა“, ანუ ის დიდად არ იცვლება.
გაურკვევლობა ღირებულების ირგვლივ G
მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ მათი შედეგები ასევე ასახავს "გამოუვლენელ სისტემურ შეცდომებს" არსებულ სხვადასხვა მეთოდებში. ისინი აღნიშნავენ, რომ ყველა არსებული მეთოდიდან ყველაზე სასურველი მეთოდი მოიცავს ინტერფერომეტრიას - ატომური ტალღების ჩარევის მეთოდს - და ეს მეთოდი უნდა იყოს ორიენტირებული მომავალი გაუმჯობესებისთვის. ახალი მიდგომები, როგორიც ამ კვლევაშია ნაჩვენები, უნდა იქნას მიღებული, რათა სრულად გავიგოთ G-ის მნიშვნელობის მისტიკა და მისი შესაბამისობა ფიზიკურ მეცნიერებათა ფართო სფეროებში. თავად G-ის მნიშვნელობა შეიძლება არ იყოს აქ საკითხი, არამედ გაურკვევლობა, რომელიც აკრავს მის მნიშვნელობას. ეს გარკვეულწილად აჩვენებს ჩვენს უუნარობას გავზომოთ სუსტი ძალები, როგორიცაა გრავიტაცია და გრავიტაციის თეორიული გაგების ნაკლებობა.
***
{შეგიძლიათ წაიკითხოთ ორიგინალური კვლევითი ნაშრომი ციტირებულ წყარო(ებ)ის სიაში ქვემოთ მოცემულ DOI ბმულზე დაწკაპუნებით}
წყარო (ებ) ი
Qing L et al 2018. გრავიტაციული მუდმივის გაზომვები ორი დამოუკიდებელი მეთოდის გამოყენებით. ბუნება. ჰიტები.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
