Na chińskiej stacji kosmicznej Tiangong naukowcy przeprowadzili atomową wersję testu kojarzonego z Galileuszem. Dwie chmury zimnych atomów rubidu znajdowały się na orbicie i były obserwowane podczas swobodnego spadku. Mimo różnicy mas obie chmury poruszały się z niemal identycznym przyspieszeniem. Wyniki opisano 28 sierpnia w czasopiśmie Science Advances.
Badane atomy rubidu nie były identyczne. Atomy w obu chmurach różniły się liczbą neutronów w jądrach, a tym samym także masą. Zespół porównał względne przyspieszenia obu grup za pomocą interferometrii atomowej. Pomiar wykazał zgodność przyspieszeń z precyzją 0,05 tysięcznej części procenta. Taki rezultat oznacza, że w zakresie sprawdzonym w eksperymencie nie zaobserwowano różnicy w zachowaniu atomów o odmiennej masie. Zgodnie ze słabą zasadą równoważności masa grawitacyjna, określająca reakcję obiektu na przyciąganie grawitacyjne, jest równoważna masie bezwładnej, która opisuje jego reakcję na przyłożoną siłę. Gdy obie wielkości są równoważne, masa znika z równania opisującego spadanie, dlatego obiekty o różnej masie powinny w próżni przyspieszać w taki sam sposób.
Słaba zasada równoważności jest jednym z fundamentów ogólnej teorii względności, w której grawitacja wynika z zakrzywienia czasoprzestrzeni. Naukowcy sprawdzali ją już na Ziemi, także z użyciem atomów, jednak odległość, na której można prowadzić swobodny spadek, jest tam ograniczona. Na orbicie obiekt może pozostawać w stanie swobodnego spadku znacznie dłużej, co ułatwia precyzyjne porównywanie jego ruchu. Wcześniejsze testy kosmiczne wykorzystywały większe obiekty, między innymi metalowe cylindry umieszczone na satelicie. Atomy podlegają jednak również prawom fizyki kwantowej, dlatego sprawdzenie, czy zachowują się zgodnie z tą samą zasadą, stanowi osobny test. Nowy eksperyment nie oznacza, że teoria została potwierdzona w każdych możliwych warunkach. Pokazuje natomiast, że dla dwóch chmur atomów rubidu zasada słabej równoważności pozostaje zgodna z pomiarem w granicach osiągniętej dokładności.
Słownik artykułu
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!