Представлена новая оценка величины гравитационной постоянной

Схема опыта (иллюстрация из журнала Physical Review Letters).

Обычно для измерения G используюткрутильные весы, в простейшем случае представляющие собой вертикальную нить, на которой подвешен лёгкий рычаг. Воздействие тестовых масс на рычаг заставляет его поворачиваться в горизонтальной плоскости, и по углу поворота можно судить о том, какое значение имеет G.Опытпо этой методике провёл в конце XVIII века Генри Кавендиш; самое точное современное измерение также было выполнено с помощью крутильных весов учёными изВашингтонского университета в Сиэтле. В 2000 году они определили, что гравитационная постоянная должна равняться (6,674 215 ± 0,000 092)•10^-11 м³•с^-2•кг^-1, подробно описав эксперимент встатье, опубликованной в журналеPhysical Review Letters.

Авторы рассматриваемой работы отказались от крутильных весов и построили собственную схему с использованием лазерного интерферометра. Физики закрепили на одной опоре два маятника и следили за тем, как расстояние между их грузами будет изменяться относительно эталонного значения, измеряемого в точках подвеса. Масса навески маятников составила 780 г, а начальное расстояние между ними равнялось 34 см. Рядом находились четыре 120-килограммовых вольфрамовых цилиндра; при их перемещении из одного положения в другое гравитационная сила, действующая на каждый груз в горизонтальной плоскости, изменялась на 480 нН, что и приводило к изменению измеряемого расстояния. Маятники были помещены в вакуумную камеру, а под их грузами располагались магниты (на рисунке не показаны), которые подавляли качательное движение. Значение G в таком опыте определяется на основании того, что гравитационное воздействие тестовых масс уравновешивается возвращающей силой маятника.

В результате было установлено, что G = (6,672 34 ± 0,000 14)•10^-11 м³•с^-2•кг^-1. Это значение очень сильно отличается от указанного выше; по словам физиков, они завершили эксперимент ещё в 2004 году, после чего многократно проверяли и перепроверяли данные, пытаясь отыскать источник возможной ошибки. Поиски ни к чему не привели.

Стоит заметить, что в прошлом году исследователи из Китая представилиданныеещё одного оригинального опыта, в котором была рассчитана «промежуточная» величина G = (6,673 49 ± 0,000 18)•10^-11 м³•с^-2•кг^-1.

Эти результаты, вероятно, заставят международную организациюCODATA(Committee on Data for Science and Technology, Комитет по данным для науки и техники) снизить рекомендованное значение гравитационной постоянной, которое сейчас находится на уровне (6,674 28 ± 0,000 67)•10^-11 м³•с^-2•кг^-1. Новый набор значений физических констант будет утверждён в начале 2011 года.

По материалам Compulenta.ru