물리학자들은 뉴턴 중력 상수 G의 가장 정확하고 정확한 측정을 최초로 달성했습니다.
XNUMXD덴탈의 중력 문자 G로 표시된 상수는 아이작 뉴턴 경의 만유 법칙에 나타납니다. 중력 이는 임의의 두 물체가 다음과 같은 효과를 발휘한다는 것을 의미합니다. 중력의 서로 끌어당기는 힘. 뉴턴의 가치 중력 상수 G (Universal Gravitational Constant라고도 함) 두 물체 사이의 인력을 측정하는 데 사용됩니다. 거의 XNUMX세기가 지났음에도 불구하고 자연에서 가장 기본적인 상수 중 하나인 G의 값을 일관된 정확도로 정확하게 측정할 수 있는 방법이 아직 완전히 명확하지 않기 때문에 물리학의 고전적이면서도 지속적인 도전의 좋은 예입니다. G 값은 중력에 대한 상대적인 두 물체의 거리와 질량을 측정하여 결정됩니다. 중력이 작용하는 힘은 질량이 큰 물체에 대해서만 중요하기 때문에 극히 작은 수치이다. 가장 어려운 점은 중력이 전자기력, 약하고 강한 인력과 같은 다른 기본 힘에 비해 훨씬 약한 힘이므로 G를 측정하기가 매우 어렵다는 것입니다. 또한 중력은 다른 기본 힘과 알려진 관계가 없으므로 다른 상수(더 정확하게 계산할 수 있음)를 사용하여 간접적으로 중력 값을 계산할 수 없습니다. 중력은 양자 이론으로 설명할 수 없는 자연의 유일한 상호 작용입니다.
정확한 G 값
최근에 발표 된 한 연구에서 자연, 중국의 과학자들은 G 값에 가장 가까운 결과를 산출했습니다. 이 연구 이전 수년 동안 G의 기존 값은 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2였습니다(단위: 킬로그램 당 미터 세제곱). 두 번째 제곱). 현재 연구에서 연구자들은 정확하고 정확한 값을 구성하는 데 근접할 수 있도록 각도 가속도 피드백 방법과 스윙 시간 방법을 사용했습니다. 결과는 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 및 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2였으며 이러한 결과는 이전 연구의 G 값과 비교할 때 보고된 작은 표준 편차를 보여줍니다. 표준 편차는 데이터 세트의 변동량을 측정하는 데 사용됩니다. 따라서 표준편차가 작다는 것은 데이터가 평균값에 가깝게 분포되어 있다는 것은 데이터에 '편차'가 많지 않다는 것, 즉 크게 변하지 않는다는 것을 의미합니다.
G 값에 대한 불확실성
연구원들은 그들의 결과가 다른 기존 방법에서 "발견되지 않은 체계적인 오류"를 보여주기도 한다고 말했습니다. 기존의 모든 방법 중 가장 선호되는 방법은 간섭계(원자파를 간섭하는 방법)이며, 이 방법은 향후 개선에 중점을 두어야 한다고 지적합니다. 이 연구에서 보여준 것과 같은 새로운 접근 방식은 G 값의 신비로움과 물리학의 광범위한 영역에서의 관련성을 완전히 이해하기 위해 채택될 필요가 있습니다. G 자체의 가치는 여기서 문제가 아니라 그 가치를 둘러싼 불확실성일 수 있습니다. 이것은 중력과 같은 약한 힘을 측정할 수 없고 중력에 대한 이론적 이해가 부족함을 어느 정도 보여줍니다.
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출처
Qing L et al 2018. 두 가지 독립적인 방법을 사용한 중력 상수 측정. 자연. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
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