Наука

Физики измерили гравитацию между самыми маленькими объектами

NatCom: притяжение миллиграммовых пластинок согласовалось с законом Ньютона
1200 800 600 400 600 600 200 200 895 505

Китайские физики измерили гравитационное притяжение между кремниевыми пластинками массой всего по 7,6 мг. На расстояниях меньше двух миллиметров результаты согласовались с законом всемирного тяготения Ньютона. Работа команды Университета Сунь Ятсена и их коллег опубликована в журнале Nature Communications.

Главная сложность подобных опытов — отделить чрезвычайно слабое притяжение малых объектов от вибраций, электрических сил и других помех. Для этого исследователи уменьшили классические крутильные весы, принцип которых использовал еще Генри Кавендиш.

На одном конце подвешенного рычага находилась тестовая кремниевая пластинка. Рядом вращалось колесо с 16 такими же пластинками. Поочередно проходя вблизи тестовой массы, они создавали повторяющееся гравитационное воздействие, которое проще выделить на фоне шума.

Установку поместили в вакуум, а тонкая покрытая золотом кремниевая мембрана уменьшала электростатические помехи. Система обратной связи удерживала весы почти неподвижными и позволяла оценивать момент силы, необходимый для компенсации притяжения.

Измерения провели при расстояниях от 0,654 до 1,554 мм. Расчетная сила при ближайшем положении составляла около 471 аттоньютона — 4,71 × 10⁻¹⁶ ньютона. Полученная оценка гравитационной постоянной согласовалась с принятой величиной; ее относительная неопределенность составила около 5,3%.

Эксперимент расширяет возможности измерения тяготения между очень легкими объектами. Однако квантовые свойства гравитации в нем не наблюдали: исследованные массы и их движение пока описываются классической физикой.

Ранее в уравнениях Эйнштейна нашли неожиданное свойство гравитационных полей.