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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okne
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

NASA hlási náraz storočia: Mesiac zasiahol veľký asteroid, vznikol masívny kráter

Vedci hlásia prelomový objav: Palivo vedia vyrobiť priamo z atmosféry Marsu

Briti povolili zapojenie solárneho panela priamo do zásuvky. Na Slovensku narazíme na pravidlá

Nemci postavia na mieste jadrovej elektrárne gigantickú batériu. Nahradí uhlie aj plyn

USA odhalili tajomstvo, o ktorom sa špekulovalo desaťročia. Na orbite skrývajú tieto ničivé zbrane
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zmena času príde tento rok skôr. Zapíš si dátum 25. októbra
PREMIUM3,4 milióna Slovákov dostalo dôchodkovú prognózu. Teraz ju chcú meniť, odborník varuje: „Nemá výpovednú hodnotu“

Koniec nafukovaniu a kŕčom v bruchu: Gastroenterológ nedá dopustiť na jednoduchý každodenný zvyk

Prečo ti roky utekajú medzi prstami a detstvo trvalo večnosť? Neurochirurg odhalil trik, ako oklamať mozog

„Prestanete existovať do dvoch až troch dní,“ Putinov poradca hrozí našim susedom zánikom
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- Čínski experti urobili detailnú pitvu novej batérie BYD. Toto v nej vôbec nečakali
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
- 22 rokov sa ho snažia natočiť. Legendárny horor sa vráti ako seriál, takto vyzerá
-
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
- 4 nové stanice úplne zadarmo. Veľký operátor rozširuje ponuku pre Slovákov
- Čínski experti urobili detailnú pitvu novej batérie BYD. Toto v nej vôbec nečakali
-
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Náš sused predstavil dron novej generácie. Na cieľ zaútočí rýchlosťou až 450 km/h
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- 4 nové stanice úplne zadarmo. Veľký operátor rozširuje ponuku pre Slovákov
- Slováci vytvorili AI videoklip a uspeli s ním až Hollywoode. Stačilo im na to len 300 dolárov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zmena času príde tento rok skôr. Zapíš si dátum 25. októbra
PREMIUM3,4 milióna Slovákov dostalo dôchodkovú prognózu. Teraz ju chcú meniť, odborník varuje: „Nemá výpovednú hodnotu“

Koniec nafukovaniu a kŕčom v bruchu: Gastroenterológ nedá dopustiť na jednoduchý každodenný zvyk

Prečo ti roky utekajú medzi prstami a detstvo trvalo večnosť? Neurochirurg odhalil trik, ako oklamať mozog

