Группа исследователей из Франции, работавших совместно с их коллегами из Великобритании, произвели повторные измерения гравитационной постоянной, одной из основных фундаментальных физических констант. Эти измерения производились с помощью той же самой научной установки, что и измерения, произведенные несколько лет назад, но в этот раз ученые зарегистрировали достаточно ощутимое отклонение значения константы от ожидаемого значения. В работе, опубликованной физиками в журнале Physical Review Letters, ученые описали изменения, внесенные в оригинальное экспериментальное оборудование, и как это могла повлиять на то, что ими было получено более высокое значение гравитационной постоянной.

Гравитационная постоянная, обозначаемая в физических и математических формулах буквой G, оказалась "неуловимой" для научного оборудования, созданного учеными специально для ее измерения. Основная проблема в измерении значения этой константы, которое было впервые выполнено около 200 лет назад физиком Генри Кавендишем, заключается в том, что гравитационные взаимодействия проявляются намного слабее других взаимодействий, к примеру, электромагнетизма. Колебания более сильных полей и сил воздействуют на высокочувствительное измерительное оборудование и приводят к искажениям получаемых результатов.

В связи с вышеописанной проблемой, ученые пытались создать измерительное устройство, которое из общей массы воздействий выделяет только гравитационные силы и позволяет определить значение константы G с достаточно высокой точностью. Во время последних измерений значения константы ученые использовали установку 12-летней давности, которая позволяет измерить значение G двумя различными способами. На сей раз в оборудование этой установки были включены более совершенные современные измерительные устройства, которые, по мнению ученых, позволяют увеличить точность измерений.

Первый метод измерения гравитационной постоянной представляет собой метод, использованный Генри Кавендишем, но реализованный на современном технологическом уровне. Вместо света от свечи используется свет лазера, с помощью которого измеряется сила вращающего момента, возникающего в результате гравитационных взаимодействий массивных свинцовых шаров, висящих на жестком коромысле. Во втором методе для компенсации того же самого крутящего момента от гравитационных взаимодействий используется высокоточный сервопривод, через величину воздействия которого вычисляется значение гравитационной постоянной.

Используя оба вышеописанных метода, ученые провели измерения и произвели окончательные расчеты. Они обнаружили, что значение гравитационной постоянной составляет 6.67545(18)x10-11 м3*с?2*кг?1 при стандартной погрешности измерений в 27 ppm (миллионная доля, ppm, parts per million, частей на миллион). Полученная погрешность намного ниже погрешности измерений, проведенных учеными в прошлый раз, которая составляла 241 ppm. Несмотря на это, ученые до сих пор не в состоянии объяснить, почему они обнаружили такое отклонение значения гравитационной постоянной от принятого сейчас значения, и какое из этих двух значений находится ближе всего к истинному значению этой физической константы.

Исследования, в ходе которых будут предприняты попытки разработки новых методов измерения константы G и попытки повторных измерений, будут продолжаться и дальше. Это все, в конце концов, должно привести к тому, что людям, наконец, станет известно точное значение одной из фундаментальных физических констант, которая оказывает влияние практически на все процессы, происходящие в окружающем нас мире.