物理学者は、ニュートンの重力定数Gの最初の最も正確で正確な測定を達成しました
重力 文字 G で示される定数は、アイザック ニュートンの普遍の法則に登場します。 重力 これは、任意の 2 つのオブジェクトが、 重力 お互いに引力がかかる力。ニュートンの値 万有引力定数G （万有引力定数とも呼ばれます）は、XNUMXつのオブジェクト間の引力を測定するために使用されます。 これは、物理学における古典的でありながら永続的な課題の良い例です。ほぼXNUMX世紀が経過した後でも、自然界で最も基本的な定数のXNUMXつであるGの値を一貫した精度で正確に測定する方法はまだ完全には明らかではありません。 Gの値は、重力の引力に対するXNUMXつのオブジェクトの距離と質量を測定することによって決定されます。 重力の引力は質量の大きい物体でのみ重要であるため、数値は非常に小さくなっています。 最も難しい側面は、重力が電磁気学のような他の基本的な力に比べてはるかに弱い力であり、弱い引力と強い引力であるため、Gを測定するのが非常に難しいことです。 さらに、重力は他の基本的な力との既知の関係がないため、他の定数（より正確に計算できます）を使用して間接的にその値を計算することはできません。 重力は、量子論では説明できない自然界で唯一の相互作用です。
Gの正確な値
で公開された最近の研究では 自然、中国の科学者は、Gの値に最も近い結果を出しました。この研究の前の何年もの間、Gの既存の値は6.673889×10-11 m3 kg-1 s-2（単位：メートル立方メートル/キログラム/ 6.674184番目の10乗）。 現在の研究では、研究者は角加速度フィードバック法とスイング時間法を使用して、正確で正しい値の構築に近づくことができました。 結果は11x 3-1 m2 kg-6.674484s-10および11x 3-1 m2 kg-XNUMX s-XNUMXであり、これらの結果は、以前の研究のGの値と比較した場合にこれまでに報告された小さな標準偏差を示しています。 標準偏差は、データセットの変動量を測定するために使用されます。 したがって、標準偏差が小さいということは、データが平均値に密接に分散していることを意味します。これは、データに「偏差」があまりないこと、つまり、データがあまり変化しないことを意味します。
Gの値に関する不確実性
研究者は、彼らの結果は、さまざまな既存の方法における「未発見の系統的エラー」も示していると述べています。 彼らは、既存のすべての方法の中で、最も好ましい方法は干渉法（原子波を干渉する方法）を含み、この方法は将来の改善のために焦点を当てるべきであると指摘しています。 Gの価値の神秘性と、物理科学の幅広い分野におけるその関連性を完全に理解するには、この研究で示されたような新しいアプローチを採用する必要があります。 ここではGの値自体は問題ではないかもしれませんが、その値を取り巻く不確実性が問題になります。 これは、重力などの弱い力を測定できないことや、重力の理論的理解が不足していることを示しています。
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ソース
Qing L et al 2018つの独立した方法を使用した重力定数の測定。 自然。 560。
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
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