Gの値は何ですか？

NISTは、物理学における永続的で成長している問題に対処するための新しいプッシュに参加しました：gの値.重力のニュートン定数,物体間の引力を計算するために使用される重力のニュートン定数は、より多くのものである。300歳以上。 しかし、科学者たちは何世紀にもわたってその価値を測定しようとしてきましたが、Gはまだ3つの有効数字にしか知られていません。 対照的に、他の定数ははるかに高い精度で測定されており、例えばキログラム単位の電子の質量は約8桁であることが知られている。i

さらに悪いことに、研究者が重力定数をピンダウンするために行う実験が多いほど、結果は発散します。

October9-10,2014,世界中から数十人の科学者がNISTに集まり、彼らの選択肢を検討しました。pmlの量子測定部門のチーフであるCarl Williams氏は、会議の最初の朝に集まったグループに語った。

“私たちはGに問題があるので、私たちはすべてここにいます。 “これは物理学が対処する必要がある深刻な問題の一つとなっています。”

重力定数は、地球の重力による加速度である”little g”と区別するために、”big G”としてよく知られています。iiその名前にもかかわらず、ビッグGは小さな–約6です。67×10-11m3kg-1s–2-と比較的弱い、冷蔵庫にお土産の磁石を添付するための責任電磁力よりも約兆兆兆倍弱い。 そしてその弱さは測定することを困難にします。

実験者は、振り子、自由落下中の質量、バランスビーム、および他の質量に引き付けられる質量を支持するワイヤのトルクまたは回転を測定するねじり天びんなど、さまざまなアプローチを使用してきました。 しかし、過去15年間のすべての結果のプロットは、約6からの範囲の値が比較的広く広がっていることを明らかにしています。67×10-11m3kg-1s-2。

さらに、個々の実験の結果を分析し、基本的な物理定数の値の国際的に受け入れられているセットを提供する科学技術データに関する国際評議会のCODATAは、実験の相違により、gの値に対する最新の勧告の不確実性を高めなければならなかった。iii

NISTワークショップでは、53人の参加者が全会一致で何かを行うべきであることに合意しました。 彼らは、ビッグGの価値をより正確に決定するためのキャンペーンに特化した年次または隔年の会議を設立することを推奨し、レーザー冷却ルビジウム原子を含む最近の実験で使用されている原子干渉法のセットアップなど、測定への新しいアプローチに焦点を当てるという考えを支持した。iv

これらの不一致の主な原因は、測定における体系的な不確実性であると疑われ、議論の多くはノイズの低減に焦点を当てています。 参加者が感じたこの問題に対処する1つの方法は、異なるチームが同じ装置セットを使用して独立した実験を行うことです。 特に逸脱した結果を持つ二つのグループは、リソースを再利用するチームとの議論を保留し、会議中に自分の機器を提供しました。

ワークショップの参加者は、コンセンサスを見つけるプロセスを一元化する組織であるコンソーシアムを形成することに中程度の関心を表明した。 コンソーシアムの潜在的な利点は、NISTおよび他の国立測定機関（NMIs）に、例えば精密長さ計測サービスの形でメンバーに支援を提供する手段を提供することで

「明らかに、前進する方法には正しい答えはありません」とWilliams氏は述べた。 “しかし、大きなG論争を解決するために国際的なサポートがあります。”