Hva er Verdien Av G?

Av Jennifer Lauren Lee, National Institute Of Standards and Technology

NIST har tatt del i en ny push for å løse en vedvarende og voksende problem i fysikk: verdien Av G. Den Newtonske konstant av gravitasjon , brukt for å beregne den attraktive tyngdekraften mellom objekter, er mer enn 300 år gammel. Men selv om forskere har forsøkt å måle verdien i århundrer, Er G fortsatt bare kjent for 3 signifikante tall. Derimot har andre konstanter blitt målt med mye større presisjon; massen av elektronen i kilo, for eksempel, er kjent for omtrent 8 siffer.I

Verre ennå, jo flere eksperimenter forskere utfører for å klemme ned gravitasjonskonstanten, desto mer divergerer resultatene sine.Den 9. -10. oktober 2014 samlet flere dusin forskere fra HELE verden PÅ NIST for å vurdere deres muligheter.»Vi er alle her fordi Vi har et Problem Med G-og jeg mener, gutt, har vi et problem Med G,» Sa Carl Williams, Sjef FOR PMLS Quantum Measurement Division, til den samlede gruppen den første morgenen av møtet. «Dette har blitt en av de alvorlige problemene som fysikk trenger å ta opp.gravitasjonskonstanten er kjent som «big G» for å skille den fra «little g», akselerasjonen på Grunn Av Jordens tyngdekraft.ii til tross for navnet er big G liten-ca 6.67 x 10-11 m3 kg-1 s-2 – og relativt svak, omtrent en trillion trillion ganger svakere enn den elektromagnetiske kraften som er ansvarlig for å feste souvenirmagneter til kjøleskap. Og dens svakhet gjør det vanskelig å måle.Eksperimenter har brukt en rekke tilnærminger – svingende pendler, masser i fritt fall, balansebjelker og torsjonsbalanser som måler dreiemomentet eller rotasjonen av ledninger som støtter masser som er tiltrukket av andre masser. Men et plott av alle resultatene fra fortiden 15 år avslører en relativt bred spredning i verdier som spenner fra ca 6.67 x 10-11 m3 kg – 1 s-2.VIDERE HAR CODATA – International Council For Science Committee On Data For Science and Technology, som analyserer resultatene av individuelle eksperimenter og gir et internasjonalt akseptert sett med verdier for grunnleggende fysiske konstanter-måtte øke usikkerheten på sin siste anbefaling For en verdi Av G på grunn Av divergensen av forsøkene.iii

på nist-verkstedet ble de 53 deltakerne enstemmig enige om at noe skulle gjøres. De anbefalte at en eller flere organisasjoner etablerer årlige eller halvårlige møter fokusert spesielt på kampanjen for å bestemme big Gs verdi med større nøyaktighet, og de støttet ideen om å fokusere på nye tilnærminger til målingen, for eksempel atominterferometrioppsettet som brukes i et nylig eksperiment som involverer laserkjølte rubidiumatomer.iv

hovedsynderen i disse avvikene er mistenkt for å være systematiske usikkerheter i målingene, og mye av diskusjonen fokuserte på å redusere støy. En måte å løse dette problemet på, følte deltakerne, er at forskjellige lag skal utføre uavhengige eksperimenter ved hjelp av samme sett med apparater. To grupper med spesielt avvikende resultater tilbød sitt utstyr under møtet, i påvente av diskusjoner med lagene som vil gjenbruke ressursene.Workshopdeltakere uttrykte moderat interesse for å danne et konsortium, en organisasjon som ville sentralisere prosessen med å finne konsensus. En potensiell fordel for et konsortium ville være å gi NIST og Andre Nasjonale Måleinstitutter (NMIs) et middel til å bidra med støtte, for eksempel i form av presisjonslengde metrologitjenester, til medlemmer.»Det Er Klart at Det Ikke er noe riktig svar på hvordan man skal gå videre,» Sa Williams. «Men det er internasjonal støtte rundt å løse den store G-kontroversen, og så er det en flott tid for oss i den forbindelse .»