Qual é o valor de G?

NIST tem tomado parte em um novo impulso para o endereço de um persistente e crescente problema de física: o valor de G. A constante de Newton da gravitação, usado para calcular a força de atração da gravidade entre objetos, é mais de 300 anos de idade. Mas embora os cientistas tenham tentado medir o seu valor por séculos, G Ainda é conhecido apenas por 3 figuras significativas. Em contraste, outras constantes foram medidas com muito maior precisão; a massa do elétron em quilogramas, por exemplo, é conhecida por cerca de 8 dígitos.i

pior ainda, quanto mais experimentos os pesquisadores realizam para determinar a constante gravitacional, mais seus resultados divergem.em 9-10 de outubro de 2014, várias dezenas de cientistas de todo o mundo se reuniram na NIST para considerar suas opções.

“estamos todos aqui porque temos um problema com G-e quero dizer, rapaz, temos um problema com G”, disse Carl Williams, chefe da Divisão de medição quântica da PML, para o grupo reunido na primeira manhã da reunião. “Este tornou-se um dos problemas sérios que a física precisa abordar.”

a constante gravitacional é conhecida como “grande G “para distingui-la de” pequeno g”, A aceleração devido à gravidade da Terra.apesar de seu nome, big G é minúsculo – cerca de 6.67 x 10-11 m3 kg-1 s-2-e comparativamente débeis, cerca de um trilhão de trilhões de trilhões de vezes mais fraco do que a força eletromagnética responsável pela afixação de ímãs de souvenir aos frigoríficos. E a sua fraqueza torna difícil de medir.experimentalistas têm usado uma variedade de abordagens – pêndulos oscilantes, massas em queda livre, feixes de equilíbrio e balanças de torção que medem o torque ou rotação de fios que suportam massas que são atraídas para outras massas. Mas uma parcela de todos os resultados dos últimos 15 anos revela uma difusão relativamente ampla em valores que variam de cerca de 6.67 x 10-11 m3 kg-1 s-2.

Além disso, CODATA – o Conselho Internacional para a Ciência Comitê de Dados para Ciência e Tecnologia”, que analisa os resultados de cada uma das experiências e fornece internacionalmente aceito conjuntos de valores das constantes físicas fundamentais, tem sido para aumentar a incerteza sobre o seu mais recente recomendação para um valor de G, devido à divergência dos experimentos.iii

no workshop NIST, os 53 participantes concordaram unanimemente que algo deve ser feito. Eles recomendaram que uma ou mais organizações estabelecer anual ou semestral de reuniões focada especificamente na campanha para determinar a G grande é o valor com maior precisão, e eles apoiaram a ideia de focar em novas abordagens para a medição, como o atomic interferometria de configuração usados em um experimento recente envolvendo laser refrigerado átomos de rubídio.o principal responsável por estas discrepâncias é suspeito de serem incertezas sistemáticas nas medições, e grande parte da discussão centrou-se na redução do ruído. Uma maneira de resolver este problema, os participantes sentiram, é para diferentes equipes para realizar experimentos independentes usando o mesmo conjunto de aparelhos. Dois grupos com resultados particularmente desviantes ofereceram seus equipamentos durante a reunião, aguardando discussões com as equipes que irão reutilizar os recursos.os participantes do Workshop expressaram um interesse moderado em formar um consórcio, uma organização que centralizaria o processo de encontrar consenso. Um potencial benefício de um consórcio seria fornecer à NIST e a outros Institutos Nacionais de medição (NMIs) um meio de contribuir com apoio, por exemplo sob a forma de serviços de metrologia de precisão de comprimento, aos membros.

“claramente, não há resposta certa para como avançar”, disse Williams. “Mas há apoio internacional em torno da Resolução da grande controvérsia G, e por isso é um grande momento para nós a esse respeito.”