Masívny úspech vedcov: Najmenšia gravitačná sila v histórii úspešne zmeraná. Zjednotí známe fyzikálne teórie?
Fyzikom sa podarilo zmerať najmenšie gravitačné pole, aké kedy bolo pri experimentoch zaznamenané. Výsledky štúdie publikovanej v prestížnom žurnále Nature môžu pomôcť pri objasňovaní správania sa gravitácie vo veľmi malých mierach, ale i pri zjednotení fyzikálnych teórií. O téme informoval portál Space.
Gravitácia a štandardný model – kde je problém?
Podľa dlhodobo akceptovanej teórie hrá gravitácia najdôležitejšiu úlohu v dynamike vesmíru, stavbe slnečnej sústavy, hviezdokôp a galaxií. Podobne je to aj s gravitáciou pri pozemských mierkach, pri formovaní pohorí či prílive a odlive. Čím viac však tieto mieri budeme zmenšovať, tým dôležitosť gravitácie klesá až nakoniec bude z pohľadu kvantovej mechaniky úplne zanedbateľná.
Navyše gravitácia ako jediná zo všetkých štyroch základných interakcií (pozn. redakcie: elektromagnetizmus, gravitácia, slabá a silná interakcia) nie je zaradená do štandardného modelu časticovej fyziky, ktorý popisuje všetky známe elementárne častice a ich pôsobenie, ale tiež tri zo štyroch základných interakcií.
Keďže štandardný model predstavujú relativistickú kvantovú teóriu vyhovujúcu zároveň princípom špeciálnej teórie relativity a kvantovej mechaniky, gravitačné interakcie, ale i všeobecnú teóriu relativity by sme v ňom hľadali len márne.
Aj z týchto dôvodov fyzici stále nedokážu určiť, ako gravitácia funguje v subatomárnych mierach, vďaka čomu môžu vznikať aj rôzne kuriózne teórie o gravitačných portáloch, v ktorých sa vytvára temná hmota.
Každý sa niekde inšpiruje
Nový experiment realizovaný rakúskymi vedcami, ktorí merali gravitačné pôsobenie medzi dvoma miniatúrnymi zlatými guličkami, by však mohol znamenať prielom v získavaní informácií, ako gravitácia v týchto malých mierach funguje.
Ako píše web TechExplorist, vedci pri svojom experimente vychádzali zo známeho experimentu Henryho Cavendisha, ktorý pomohol určiť gravitačnú konštantu a tiaž Zeme. Cavendish meral gravitačnú silu pomocou aparatúry, ktorá bola v podstate torzným kyvadlom zloženým z 1,8 m dlhej drevenej tyče na konci ktorej boli na drôte zavesené dve olovené guličky s priemerom 51 mm a váhou 730 g. Okrem toho sa na aparatúre nachádzali ďalšie dve veľké olovené gule, s priemerom 30 cm a váhou 158 kg. Tie však boli zavesené na samostatnom otočnom ramene.
Keďže v novom experimente vedci skúmali pôsobenie gravitácie v malých mierach, pre svoju štúdiu využili miniaturizovanú verziu Cavendishovho torzného kyvadla. Použité torzné kyvadlo bolo namiesto dreva zložené iba z 0,5 mm širokej a 4 cm dlhej sklenenej tyčky, slúžiacej ako rameno.
Na konci skleneného ramena boli na veľmi tenkom sklenenom vlákne s priemerom len niekoľko tisícin milimetra pripevnené dve iba 2 mm široké a 90 miligramov vážiace zlaté guličky. Okrem toho sa na aparatúre nachádzala ďalšia zlatá gulička rovnakých rozmerov.
Tá bola umiestnená iba niekoľko milimetrov od jednej z guličiek na ramene a bola označená ako „zdrojová“, zatiaľ čo zvyšné dve ako „testovacie“. Pravidelnou zmenou pohybu tejto „zdrojovej“ guličky vedci dokázali vytvoriť ultra-slabé gravitačné pole, ktoré pôsobilo na „testovacie“ závažia, upozorňuje Nature na svojom webe.
Vzniknuté gravitačné pole potom, spôsobovalo, že torzné kyvadlo prechádzalo malými osciláciami, vďaka tomu došlo na „testovacích“ guličkách k miniatúrnemu pohybu, ktorý bol meraný laserom.
Čo sa teda zistilo?
Výpočtami následne vedci zistili, že sila pôsobiaca medzi dvomi sférickými hmotami s váhou 90 miligramov a rozstupom 2,5 mm je iba 9*10–14 N. To predstavuje zhruba rovnakú silu, aká pôsobí na hmotnosť 9 pikogramov (to je asi jedna tretina hmotnosti červenej krvinky) v gravitačnom poli Zeme.
Okrem toho sa vedci pri svojom experimente pokúsili stanoviť gravitačnú konštantu, ktorá sa v ich meraniach líšila od medzinárodne dohodnutej gravitačnej konštanty iba o 9 %, čo sa vzhľadom na to, že experiment nebol určený na meranie gravitačnej konštanty, považuje iba za malú odchýlku a veľký úspech.
Najväčšou prekážkou pri meraniach bol podľa autorov okolitý hluk, spôsobený hustou premávkou, ale i chôdzou všetkých okoloidúcich. Najlepšie výsledky sa preto podarilo zaznamenať v noci a v období Vianoc, kedy bola premávka najnižšia.
Napriek tomu, že ide vôbec o prvý experiment, ktorý dokazuje že Newtonov gravitačný zákon platí aj pri takýchto malých škálach, odborníci s experimentovaním neplánujú prestať. Najbližšie sa pokúsia zvýšiť citlivosť meraní a odstrániť všetok šum, čo nakoniec možno povedie k meraniam gravitačného poľa pri hmotnostiach rádovo iba 10-8 Kg.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Vedci prišli s alarmujúcim zistením: Zabudnutá rakovina naberá na sile, je mimoriadne agresívna
ZAUJÍMAVÉ Náš vesmír má podľa fyzikov zrkadlové dvojča. Čas v ňom plynie opačným smerom
Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
Vedci prepočítali šance na mimozemský život. Ak zachytíme signál, príde od tejto civilizácie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Európska únia čelí rekordným dlhom: Nové dáta ukázali, kto sa ocitol v prvej desiatke najzadlženejších štátov (REBRÍČEK)
Slováci prídu o 3 dni pracovného pokoja. Po kritike opozície a cirkvi je v hre náhrada za 6. január
Päť potravín, ktoré ničia tvoj mozog: Lekárka odhalila, čo nikdy neje, preto zostáva mladá a plná energie
Nespavosť devastuje telo aj myseľ, varujú odborníci. Vedci odhalili desivú pravdu o nedostatku spánku
Najdrahšie krajiny sveta: Život v niektorých stojí tisíce dolárov mesačne. Európa má až päť zástupcov (REBRÍČEK)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Ukrajina ide rozpútať peklo pre Rusov: Nasadí nezastaviteľné zbrane s dlhým doletom
-
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Štát rokuje o kúpe pokročilých systémov
-
- Padnutý strom v Amazónii nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté stáročia
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Štát rokuje o kúpe pokročilých systémov
- Tisíce ton zlata, medi a striebra. Na hranici dvoch štátov našli najväčší poklad za posledných 30 rokov
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
Slováci v tom majú jasno: Táto vec najviac znečisťuje ovzdušie v našej krajine
Americký gigant má na krku vážny problém. Na pôde východnej mocnosti porušil dôležitý zákon
Izolujú sa od sveta. Táto krajina svoj jadrový status zakotvila v zákone, Západ je v obavách
Klimatický šok: Fosílne palivá ich devastujú, verný spojenec Západu stojí pred nezvratnou skazou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP