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迄今为止最准确的引力常数“G”值

科学物理迄今为止最准确的引力常数“G”值

物理学家完成了对牛顿万有引力常数 G 的首次最精确的测量

新的 引力 由字母 G 表示的常数出现在艾萨克·牛顿爵士的万有引力定律中,该定律指出任何两个物体都对彼此施加引力。 牛顿的价值 重力常数 G (也称为万有引力常数)用于测量两个物体之间的引力。 这是物理学中一个经典而持久的挑战的一个很好的例子,即使在将近三个世纪之后,仍然不完全清楚如何以一致的精度精确测量 G(自然界中最基本的常数之一)的值。 G 的值是通过测量两个物体相对于它们的引力的距离和质量来确定的。 由于万有引力仅对质量大的物体才有意义,因此它是一个非常小的数值。 最具挑战性的方面是,与电磁、弱引力和强引力等其他基本力相比,重力是一种要弱得多的力,因此 G 极难测量。 此外,重力与其他基本力没有已知的关系,因此不可能使用其他常数(可以更精确地计算)间接计算其值。 引力是自然界中唯一一种量子理论无法描述的相互作用。

准确的 G 值

在最近发表的一项研究中 自然, 来自中国的科学家对 G 的值得出了最接近的结果。 在这项研究之前的许多年里,G 的预先存在的值为 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2(单位:米立方每公斤每第二个平方)。 在当前的研究中,研究人员使用角加速度反馈方法和摆动时间方法来接近构建精确和正确的值。 结果为 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 和 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2,这些结果表明,与早期研究中的 G 值相比,报告的标准偏差很小。 标准差用于衡量一组数据的变化量。 因此,较小的标准偏差意味着数据与平均值紧密分布,这意味着数据中没有太多“偏差”,即它没有太大变化。

G 值的不确定性

研究人员表示,他们的结果还说明了不同现有方法中“未发现的系统错误”。 他们指出,在所有现有方法中,最受青睐的方法是干涉测量法——一种干涉原子波的方法——未来应该重点关注这种方法的改进。 需要采用本研究中所示的新方法,以充分理解 G 值的神秘性及其在物理科学广泛领域中的相关性。 G 本身的价值可能不是这里的问题,而是围绕其价值的不确定性。 这在某种程度上表明我们无法测量重力等弱力,并且缺乏对重力的理论理解。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

清 L 等人 2018. 使用两种独立方法测量引力常数。 自然。 560。
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5

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赛欧团队
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