Fizikçiler Şimdiye Kadarki En Küçük Yerçekimi Kuvvetini Ölçtüler

Kuantum ölçeğinde yerçekimi uzun zamandır fizik için bir gizem olmuştur, ancak işler değişmeye başlamış olabilir.

Fizikçiler, birleşik bir fizik teorisi arayışına yardımcı olabilecek bir deneyde, şimdiye kadar kaydedilmiş en küçük yerçekimi alanını ölçtüler. 2

Fizikçiler, birleşik bir fizik teorisi arayışına yardımcı olabilecek bir deneyde, şimdiye kadar kaydedilmiş en küçük yerçekimi alanını ölçtüler.

Fizik tarafından bilinen, zayıf ve güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvet, yerçekimi kuvveti olmak üzere dört temel kuvvet vardır. Yerçekimi kuvveti Einstein'ın genel görelilik teorisi tarafından tanımlanır, ancak bu kuantum ölçeğinde bozulduğunda, evrenle ilgili en iyi resmimiz ikiye bölünmüş olarak kalır.

Sonuç olarak, fizik hala yerçekiminin atom altı ölçeklerde nasıl çalıştığını ve kara deliklerin merkezlerinde yatan tekillikleri ya da yerçekiminin gücünün neden hepsinden çok daha zayıf olduğunu açıklayamıyor.

Viyana Üniversitesi'nde doktora öğrencisi olan ortak yazar Jeremias Pfaff, "Bu, çok küçük ivmeleri ölçebilen bir sensör oluşturmak ve daha küçük yerçekimi kuvvetlerini tespit etmemize izin verecek yöntemler oluşturmak için bir kavram kanıtı deneyiydi." dedi. Pfaff, "uzun vadede, bir süperpozisyondaki bir kuantum nesnesinin yerçekimi alanının neye benzediğini cevaplamak istiyoruz, ancak yapılacak çok şey var" diye sözlerine ekledi.

Yerçekiminin küçük ölçeklerde nasıl çalıştığına bir göz atmak için, araştırmacılar, torsion balance'nin küçük bir versiyonunu kullandılar. (Torsion balance: ilk olarak 1798'de İngiliz bilim insanı Henry Cavendish tarafından Dünya'nın yoğunluğunu ve oradan da G adı verilen yerçekimi sabitinin gücünü ölçmek için tasarlanan bir cihaz.)

Fizikçiler, birleşik bir fizik teorisi arayışına yardımcı olabilecek bir deneyde, şimdiye kadar kaydedilmiş en küçük yerçekimi alanını ölçtüler. 4
Torsion Balance (burulma dengesi)

Bir Torsion balance, iki kütleye sahip bir telle bu durumda her bir uca tutturulmuş altın küreler ile merkezinden  askıya alınmış yatay bir çubuktur. Bu, çubuğun yatay ekseni boyunca küçük bir kuvvet uygulanırsa, telin büküleceği ve bilim insanlarının çubuğun ne kadar döndüğüne bağlı olarak uygulanan kuvveti ölçebileceği anlamına gelir. Araştırmacılar, çubuğun ucuna tutturulanlardan biriyle yakın bir yere üçüncü bir Altın Küre getirerek, onunla ekli küre arasındaki yerçekimi kuvvetini ölçebildiler.

Fizikçiler, birleşik bir fizik teorisi arayışına yardımcı olabilecek bir deneyde, şimdiye kadar kaydedilmiş en küçük yerçekimi alanını ölçtüler.

Araştırmacıların aradığı güç çok küçüktü. Yaklaşık 9 × 10 ^ eksi 14 newton'da, bir insan kan hücresinin üçte birinin Dünya'nın yerçekimi alanında deneyimleyeceği kuvvet olacaktır. Bu nedenle, deneyin inanılmaz derecede hassas olması gerekiyordu ve araştırmacılar dış gürültüye maruz kalmayı en aza indirgemek, aparat üzerinde başıboş yüklerin oluşmadığından emin olmak ve istenen sinyali tespit etmenin bir yolunu bulmak zorunda kaldılar.

Pfaff, "Kentsel çevre de ideal olmaktan uzak" dedi. "Sadece küçük depremlere değil, aynı zamanda yerel tramvaylara ve tekli otobüslere de duyarlı olduğumuzu görmek şaşırtıcıydı. Verilerimizde Viyana şehir maratonunu bile görebildik." diye ekledi.

Bir vakuma yerleştirmeden önce aparatı çevreleyen alanı iyonize nitrojen ile doldurarak başıboş yüklerden kurtuldular. Ayrıca, aradıkları küçük yerçekimi sinyalini, iki küreyi daha yakın ve daha uzak bir şekilde hareket ettirerek daha da öne çıkardılar.

Yanıp sönen bir ışığın sabit olandan daha belirgin olması gibi, küreler arasındaki büyüyen ve küçülen yerçekimi kuvveti, durağan olduklarından çok daha kolay tespit ediliyordu. Bu, araştırmacıların iki küre arasındaki yerçekimi kuvvetinin gücünü ve ayrıca yerçekimi sabiti için kendi ölçümlerini bulmalarına izin verdi.

Fizikçiler, birleşik bir fizik teorisi arayışına yardımcı olabilecek bir deneyde, şimdiye kadar kaydedilmiş en küçük yerçekimi alanını ölçtüler. 3

Şimdiye kadar, ölçtükleri ölçekte, yerçekimi daha büyük ölçeklerde olduğu gibi aynı öngörülebilir kuralları takip etti. Fizikçiler şimdi deneylerini daha da hassas hale getirmeyi umuyorlar, böylece kütlelerden en az 1000 kat daha hafif ve daha kısa mesafelerde daha küçük sinyaller alabiliyorlar. Bu, hem küçük hem de büyük ölçeklerde yerçekimini açıklayan bir teoriye, karanlık maddenin varlığı gibi diğer gizemlere dair içgörülerle birlikte, ışık yaymayan, ancak yerçekimsel bir çekme uygulayan gizemli bir madde biçimi olarak önemli ipuçları sağlayabilir.

Daha küçük ölçeklerde, araştırmacılar, maddenin yerçekimi ile etkileşime girdiği tamamen yeni yolları tespit etmeye başlayabilirler-kuantum dünyasının çok daha tuhaf kurallarını takip eden yollar. Eğer bunu yaparlarsa, fizik sonunda evrenin büyük ve küçük resimleri arasındaki boşluğu kapatmaya başlayabilir.

Pfaff, "Bu yakalanması zor güç hakkındaki bilgimizi genişletmek, fiziksel gerçekliğimizin daha temel bir anlayışını bulmak için ipuçları toplamamıza yardımcı olabilir" dedi.

Yorum Gönder (0)
Daha yeni Daha eski