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 porušili 160-ročný zákon fyziky. Našli spôsob, ako chytať „stratenú” energiu
Záhadná anomália priťahuje všetky objekty na stovky miliónov svetelných rokov
Letí závratnou rýchlosťou. K Marsu sa blíži záhadný objekt, ktorý nechal vedcov bez slov
Stojí menej ako jedno euro. Vedci z MIT vymysleli jednoduchý test, ktorý odhalí rakovinu
Hawking mal naozaj pravdu. Desivý jav zničí celý vesmír
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Ryanair ustupuje a zavádza štedrejší limit batožiny. Vieme, odkedy zmena začne platiť
U lekára nebudeš čakať, diagnózu dostaneš do 3 minút. Adamov startup chce zmeniť spôsob, akým funguje zdravotníctvo
9 z 10 Slovákov má cholesterol v červených číslach a netuší o tom. Stačí malá zmena v strave, radia odborníci
Za položenie uteráka na Draždiaku zaplatíš najnovšie 1 €: „Petržalské more“ potrebuje správcu, tvrdí Hrčka
VIDEO: Ministerku Šimkovičovú na folklórnom festivale vo Východnej vypískali
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- Začala sa neviditeľná vojna o suroviny. Štyri veľmoci spustili tajný plán, aby odstavili Čínu
- Uzavreli kvôli nemu Bratislavu a v Holíči postavili pancierový vlak. Akčný film so slovenskými koreňmi má prvý trailer
- Vymenil som svoje smart hodinky za „Čínu“ a ostal som zarazený. Najväčší predsudok Slovákov je dávno preč
- Šokoval brutalitou aj hereckými hviezdami. Akčný megahit z roku 2022 pokračuje, tu je trailer
-
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- Vymenil som svoje smart hodinky za „Čínu“ a ostal som zarazený. Najväčší predsudok Slovákov je dávno preč
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- iPhone stráca lesk. Slováci už nechcú míňať za mobily 1000 eur a našli si nového miláčika
- Šokoval brutalitou aj hereckými hviezdami. Akčný megahit z roku 2022 pokračuje, tu je trailer
-
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
- Deje sa to len raz za 11 000 rokov. K Slnku sa blíži záhadná planéta a vedci musia konať rýchlo
Z trhu zostali len kolesá a karosérie: Ruský automobilový priemysel je v troskách, tieto čísla sú hrozivé
Pitná voda na Slovensku je v ohrození. Zaostávame v boji proti najväčšiemu nepriateľovi
Vyhynulo až 90 % života. Vedci konečne našli príčinu najväčšej katastrofy v histórii Zeme
Brusel čelí veľkému tlaku: Česi chcú prepísať prísne emisné pravidlá, podporilo ho 17 spojencov
Stellantis zvyšuje kritiku EÚ: Tieto autá nikto nekupuje, budeme musieť zatvárať závody v Európe
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP