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.