迄今最小引力場測量完成
證實經(jīng)典物理理論 完善對引力理解
英國《自然》雜志近日發(fā)表一項物理學(xué)最新研究成果：歐洲科學(xué)家團隊稱，他們完成了對迄今最小引力場的測量。研究人員利用兩個半徑1mm的小金球完成了這次測量，這一成果完善了人們對引力的理解，亦為今后探索基礎(chǔ)物理新領(lǐng)域的實驗鋪平了道路，比如探索暗物質(zhì)或是量子物理與引力之間的相互作用。
引力是自然界最基本的一種力，我們已知這是任意兩個物體或兩個粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力，但我們對引力的理解，其實一直都不完整——引力無法被納入物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型，它與量子理論似乎也格格不入。測量極小物體間引力的耦合力或能為這種神秘的力提供一些見解，比如與牛頓引力理論預(yù)測值的偏差。不過，開展這種測量的難度很大，需要嚴格控制的環(huán)境以確保其他來源和引力本身擾動的最小化。
此次，包括奧地利維也納大學(xué)科學(xué)家馬庫斯·阿斯佩爾梅耶在內(nèi)的研究團隊，設(shè)計了一個全新實驗，讓引力單獨表現(xiàn)為兩個質(zhì)量約90mg的小金球之間的耦合力。這項嚴格控制的實驗，將外部擾動的影響降到了最低——比如，實驗中使用了一個法拉第屏蔽來阻擋靜電力，還將其中一個金球與一個真空室相連，將地震和聲音效應(yīng)最小化。而另一個球會周期性地靠近接地的球，從而將引力耦合單獨分離出來，使其可以從旋轉(zhuǎn)信號的變化中被檢測出來。
這個實驗證實了經(jīng)典的牛頓物理理論，即兩個球之間的引力取決于它們的質(zhì)量和距離。研究人員認為，他們實驗的靈敏度還有進一步提升的空間，將來有望對更小物體間的引力進行測量。
在隨附的新聞與觀點文章中，德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB)科學(xué)家認為，這類實驗?zāi)茏屟芯咳藛T對迄今仍有待探索的基礎(chǔ)物理進行測試，包括暗物質(zhì)的引力效應(yīng)和量子系統(tǒng)之間的引力耦合。不過研究人員在最后總結(jié)中也表示，以現(xiàn)階段的科學(xué)水平，在這類測試中融入量子物理仍頗具挑戰(zhàn)。
總編輯圈點
人類的力學(xué)觀，可以說是被牛頓開啟的，在他之前，人們對引力的理解是魔法、巫術(shù)和鬼怪。在漫長的發(fā)展中，我們知道了引力是空間扭曲的產(chǎn)物，這是現(xiàn)階段最被廣泛接受的一種詮釋，但我們依然不能說，已經(jīng)完全明白了引力的現(xiàn)象和本質(zhì)。科學(xué)，其實是一步一步逐漸觸及自然的過程。理解引力的奧秘，其實也是在孜孜不倦地探索自然，探索人和自然之間、自然和自然現(xiàn)象之間所存在的一種神秘聯(lián)系，什么是錯覺?什么又是真實發(fā)生的?答案可能會被不斷推翻。(記者張夢然)
關(guān)鍵詞： 迄今最小引力場測量
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