小到不克不及再小，物理学家测出有史以来最小引力，到底有多小？

易目

最小的引力的丈量
巨大尺度的引力
量子尺度的引力长时间以来始终是物理学的一个谜，但事件可能开始产生变动。


物理学家丈量了有史以来最小的引力场，这一试验可能有助于探访一致物理学的实践。
在物理学已知的四种根本力中——弱互相作用和强互相作用、电磁力和万有引力——只要万有引力没有被整合到称为规范模型的物理学模型中，这一物理模型形容了亚原籽粒子的静止法则。相同，引力是由爱因斯坦的狭义相对于论形容的，但跟着这一实践在量子尺度上的矛盾，咱们最佳将宇宙一分为二地探讨。


因此，物理学依然无奈形容引力如安在亚原子尺度上发扬作用，这让物理学家无理解——为何位于黑洞核心的奇点引力的强度比其余一切力都弱很多时感到非常困惑。
然而，一项新的试验丈量了两个直径仅2毫米的巨大金球之间的巨大引力，这多是许多试验中的第一个，为理解引力如安在这些尺度上运作提供了思绪。


“这是一个概念验证明验，旨在创立一个可以丈量十分小的减速度的传感器，并建设一种允许咱们检测乃至更小的引力的办法，”该钻研的担任人之一，维也纳大学的博士生杰里迈亚斯·普法夫告知《糊口迷信》。“从久远来看，咱们想知道叠加态下量子物体的引力场是甚么样的，但在这个过程当中还有得多试验证实要做，”普法夫说，他指的是同时处于两种量子形态的亚原籽粒子遭到的引力。
为了弄明确重力在小尺度下是如何任务的，钻研人员使用了一个微型的扭秤——这是一种由英国迷信家亨利·卡文迪许在1798年初次创造的装备，用来丈量地球的密度，并由此丈量重力减速度g的大小。


扭有着一根程度的杆，由一根线吊挂在它的核心，线的两端各有两个品质块----金球。这象征着，假如沿着杆的程度轴标的目的施加一个巨大的力，悬线就会歪曲，迷信家能够按照杆旋转的水平来丈量施加的力。经过将第三个金球与衔接在棒末真个一个金球凑近，钻研人员可以丈量它和衔接的金球之间的重力。
钻研人员要寻觅的力很小。大略为9 × 10的负14次方牛顿，这将是三分之一的人类血细胞在地球重力场中阅历的力。因此，该试验需求极为灵活的装备，钻研人员必需最大限制地增加内部乐音关于试验的影响，确保装备上没有杂散电荷，并找到一种牢靠的办法来发现所需的信号。


“城市的环境也很不睬想，”普法夫说。“使人震惊的是，咱们不只对小地震的巨大颠簸敏感，并且对本地的有轨电车和公共汽车也很敏感。咱们乃至可以在数据中看到维也纳市的马拉松赛。”
试验人员在将仪器放入真空中以前，用离子化的氮气充溢仪器四周的区域，以打消任何杂散电荷。他们还经过十分迟缓地将两个球体移近和移远，使他们正在寻觅的巨大引力信号更为凸起。


就像闪动的光比恒定的光更易被留意到同样，球体之间不停增大和放大的引力比它们运动时更易被发现。这使得钻研人员可以找到两个球体之间的引力强度，也找到了他们本人对引力常数的丈量办法。
到目前为止，在他们丈量的尺度上，重力遵守着与大尺度相反的可预测规定。物理学家们当初但愿让他们的试验更为灵活，这样他们就能在更短的间隔内从最少轻1000倍的品质中拾取更小的信号。这可能为解释大小尺度引力的实践提供首要线索，以及对暗物资存在等其余神秘的见地，暗物资是一种奥秘的物资方式，不发光，但却发生引力。


在更小的尺度上，钻研人员能够开始检测物资经过重力互相作用的全新形式——这些形式遵守量子世界更为怪异的规定。假如他们这样做了，物理学可能终究开始弥合咱们对宇宙的大图和小图之间的差距。
“扩张咱们对这类难以捉摸的气力的理解，可能有助于咱们采集线索，找到对咱们的物理理想的更根本的了解，”普法夫说。
BY:Ben Turner
FY: 陈品怀
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