科学家提出万有引力新实验方法

2010-9-03 15:44 来源: 科技日报
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  据美国物理学家组织网9月2日(北京时间)报道,美国国家标准技术研究院的科学家设计了一项新实验,能在非常微小距离内测量万有引力,有助于发现更多万有引力作用带来的新奇而微妙的现象。实验的详细描述发表在近期出版的《物理评论快报》上。

  宇宙中物质之间最基本的相互作用力有4种,其中万有引力人们最为熟悉,但物理学家却了解得最少。万有引力的作用在各个天体之间或人类尺度上都有很明显体现,然而在微距离内,电磁力占了主导,由于缺乏数据,是否存在万有引力还没有得到证明。

  美国国家标准技术研究院物理学家安德鲁·盖瑞希和论文合著者提出了一个新的实验方法,利用光学滞留场和一个冷冻绝缘微球来测量微距内的力。一束激光能让一个直径约300纳米的小球漂浮起来,小球在真空中来回摇摆做质心运动,且摩擦阻力极小。由于小球的运动对最小量级的牛顿力也敏感,将一个重物移动到小球附近几个纳米的地方,就能测出两者之间的万有引力。这一系统还可以用来测定其他近距离的力,比如真空效应的卡西米尔力。

  盖瑞希说,在微距离内万有引力作用是否不同?科学界对这个问题一直有争议。当把两个物体靠在一起非常近时,要精确测量它们之间的相互运动非常困难。

  任何物体间都会产生某种摩擦,新实验在检验牛顿定律方面比现有实验要精确10万倍。盖瑞希说:“一方面我们必须要让激光不受干扰,另一方面要把实验空间做成真空,即使这样可能还会有其他尚未考虑到的摩擦。”根据研究小组的说法,两个粒子的间距即使仅有头发直径的1/1000,该实验也能精确测出它们之间的万有引力作用。

  盖瑞希说,科学的进步不仅仅来自于单个实验,也来自于新的想法。针对其微距精确性优点,新提出来的这项实验有助于开发其他新的检测方法和仪器设备。