Команда ученых из Италии впервые провела эксперимент по прямому измерению кривизны гравитационного поля. Их работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

На протяжении последних десятилетий создано много способов измерения гравитации. В наиболее распространенном из них сила тяжести измеряется на разных высотах, а затем вычисляется градиент по разности найденных потенциалов и расстоянию между точками замеров. Один из последних способов использует метод атомной интерферометрии, основанный на волновых свойствах атома и позволяющий вычислять расстояния с беспрецедентной точностью. В новом эксперименте команда ученых использовала этот способ, чтобы вычислить влияние массы на градиент гравитационного поля.

Измерение силы тяжести в двух не очень отдаленных точках позволяет определить градиент этой силы. Измерение в трех точках можно использовать для того, чтобы найти кривизну (т. е. скорость изменения) градиента. Эта идея была высказана еще в 2002 году, однако соответствующий эксперимент удалось провести только недавно.

В рамках опыта команда итальянских ученых разместила три пучка частиц на разных высотах в однометровой трубе. Верхняя половина трубы была намеренно утяжелена вольфрамовыми грузами, чтобы создать изменения в гравитационном поле. Атомы облучались импульсами лазера, который делил их на две группы: часть атомов поглощала протоны излучения, часть оставалась в невозбужденном состоянии. Получившие энергию атомы первой группы падали на различное расстояние за измеренный промежуток времени. В результате между их квантовыми волновыми колебаниями возникала разница. Двумя дополнительными импульсами лазера ученые заставили группы атомов перемешиваться и интерферировать между собой. Измерения интерференции позволили вычислить гравитационное ускорение и кривизну, которая оказалась близка к теоретически предсказанной – 1,4х10^{-5 1}/_с²м. На графике гравитационного ускорения отобразилось влияние вольфрамовых утяжелителей.

Исследователи полагают, что их метод в дальнейшем позволит уточнить значение гравитационной постоянной G.

• < Назад
• Вперёд >