Понимание гравитации: наноразмерные поиски дополнительных измерений: ученые используют высокочувствительные эксперименты для исследования экзотической гравитационной силы.

Часто практические ограничения управляют экспериментальными измерениями, которые могут быть выполнены, регулируя разницу между тем, что мы ожидаем, что будет правдой на основе наиболее вероятных предсказаний моделей и расчетов, и выводами, подтвержденными тестированием. Команда исследователей теперь использовала самый мощный в мире комплекс нейтронных пучков в J-PARC в центральной Японии, чтобы расширить пределы чувствительности для изучения гравитационной силы. Многоцентровая работа по исследованию диапазона нм была недавно опубликована в Physical Review D.

Большинство людей знакомы с тем, как вещи вокруг нас взаимодействуют в результате гравитационного взаимодействия. Это поведение, которое, как известно, подчиняется закону обратных квадратов (ISL), было хорошо объяснено экспериментами до менее 1 мм. Гравитационные взаимодействия на больших расстояниях также подтверждаются данными, полученными из астрономии. Однако до сих пор было мало экспериментальных доказательств, подтверждающих согласие с ISL, когда приближается часто непредсказуемый квантовый уровень.

«Существуют многочисленные эффекты, предполагаемые общепринятыми теориями гравитации на малых расстояниях, которые могут быть подтверждены экспериментом», — говорит автор исследования Тацуши Шима из Университета Осаки. «Успешно расширив диапазон поиска экзотической гравитации до коротких расстояний ~ 0,1 нм, мы смогли продемонстрировать самую высокую чувствительность, о которой сообщалось на сегодняшний день, предоставив экспериментальные данные, которые помогут разгадать предположения».Достигнутая статистическая чувствительность стала возможной благодаря использованию импульсного пучка нейтронов высокой интенсивности на установке J-PARC. Чистая электромагнитная нейтральность нейтронов означает, что на эксперименты не повлиял электромагнитный фон, который затрудняет другие подходы к исследованию отклонений межмолекулярного расстояния на короткие расстояния. Эксперимент, основанный на рассеянии нейтронов на благородном газе, был первым исследованием рассеяния нейтронов по времени пролета.

«По мере того, как производительность самых мощных лучевых каналов улучшается, мы можем постепенно улучшать наши знания и понимание, — говорит автор исследования Тамаки Йошиока из Университета Кюсю. «Такие итерационные улучшения могут быть очень показательными. В случае гравитационных взаимодействий мы сделали существенные шаги к пониманию размеров пространства вокруг нас».

Надеемся, что это исследование, а также будущая работа по дальнейшему повышению чувствительности помогут пролить свет на то, ограничено ли пространство, в котором мы живем, тремя измерениями.

Портал обо всем