Вимір надмалої гравітації. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Вимір надмалої гравітації

19.03.2021

Точні експерименти дозволили виміряти тяжіння між об'єктами масою всього 0,09 г і показали, що закон Ньютона діє і на цьому рівні.

З часів Ісаака Ньютона відомо, що сила гравітаційного тяжіння між парою об'єктів прямо пропорційна добутку їх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Загальна теорія відносності, що з'явилася на початку ХХ століття, яка розглядає гравітацію як геометричні деформації простору-часу, точніше описує поведінку масивних тем на астрономічних масштабах. Але як поводиться гравітація на протилежному боці шкали, лише на рівні елементарних частинок, - невідомо.

Навіть перевірки ньютонівських формул проводять, як правило, з об'єктами масою порядку кілограмів та грамів: їхня гравітація така мала, що виміряти її вкрай непросто. Однак нещодавно команді Тобіаса Вестфаля з Австрійської академії наук вдалося провести таку роботу для золотих сфер масою всього 90 міліграмів, зареєструвавши гравітаційну силу рекордно малої величини.

В основі експериментів - схема, винайдена ще Генрі Кавендішем, який у такий спосіб вперше виміряв гравітаційні взаємодії між предметами у своїй лабораторії. Для цього він закріпив тестову масу (свинцеву кулю) на кінці дерев'яного коромисла, підвішеного за нитку, і врівноважив другою такою ж кулею. З тестовим вантажем повільно зближалася друга, масивніша куля, тяжіння якої змушувало коромисло злегка обертатися. Реєструючи закручування нитки, можна було точно оцінити величину обертання та розрахувати силу тяжіння між масами.

Тобіас Вестфаль та його колеги провели аналогічний експеримент, тестовими вантажами у якому служили золоті сфери масою всього 90 міліграмів, закріплені на мініатюрному скляному коромислі та підвішені на найтоншій кремнієвій нитці. Відхилення коромисла реєстрували за поворотом встановленого на ньому дзеркальця, яке освітлювалося лазерним променем. І, звичайно, працюючи на такому рівні точності, вченим довелося проводити експерименти в глибокому вакуумі та ретельно екранувати електромагнітні поля за допомогою клітини Фарадея.

Ретельні виміри показали, що формула Ньютона продовжує працювати і масштабі міліграмових мас. Розрахувавши гравітаційну постійну (G) на основі своїх вимірювань, вчені показали, що вона лише на дев'ять відсотків відрізняється від стандартного прийнятого значення. Але головне - автори продемонстрували, що такі виміри в принципі можливі та дозволяють реєструвати надмалі сили гравітації. Можливо, колись вони допоможуть зрозуміти їхню роботу і лише на рівні елементарних частинок.

<< Назад: Фонова музика заважає творчості 19.03.2021

>> Вперед: Гідрогель для гнучкої електроніки 18.03.2021

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Водяний крокет 13.11.2004

Цікавий фізичний ефект продемонстрували співробітники університету Арізони (США).

Вони помістили крапельки води на водовідштовхувальну поверхню, створену шляхом вирощування на платівці кремнію "газону" з кремнієвих "травинок" діаметром по 20 - 50 нанометрів. На такій поверхні крапелька збирається в майже ідеальну кульку. Кремнієві "травинки" одягли світлочутливою водовідштовхувальною сполукою спіропіран, яка під дією ультрафіолетового світла стає гігроскопічною.

Якщо тепер направити вузький промінь ультрафіолетового лазера на ділянку покриття перед крапелькою води, ця пляма почне притягувати воду і крапелька рушить у його бік. Переміщаючи промінь, можна водити кульку води траєкторіями будь-якої складності.

Новий ефект стане в нагоді при створенні мікронасосів для надмалих обсягів різних водних розчинів. Наприклад, проектується мікрочіп-лабораторія, який зможе проводити до 30 різних аналізів на одній краплі крові, позбавляючи пацієнта від здавання істотних обсягів крові на аналізи, а лікаря – від тривалого очікування результатів.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт