Предложен метод измерения гравитации в наномасштабе

Для нового эксперимента понадобится  сфера из диоксида кремния диаметром 300 нанометров (прозрачный шарик на рисунке). Её будет удерживать лазерный луч (красная полоса) с длиной волны  Λ=1,5 микрометра. Жёлтым обозначена мембрана, подробности в тексте (иллюстрация K. Talbott/NIST).

Специалисты из национального института стандартов и технологий США (NIST) разработали любопытную схему регистрации гравитационных сил для микроскопических объектов, разделённых очень малым расстоянием.

Существует множество  теорий, по-разному модифицирующих ньютоновскую силу тяготения на расстояниях порядка нескольких нанометров. "Для того чтобы проверить имеющиеся модели неньютоновой гравитации, надо изолировать два объекта, сблизить их и с высочайшей точностью измерить смещение друг относительно друга", – утверждает Эндрю Гераки (Andrew Geraci), один из авторов новой работы.

Как поясняют учёные в пресс-релизе, они предлагают при помощи оптического пинцета заставить левитировать крохотный шарик, который окажется сверхчувствительным к слабым изменениям в силе гравитации.

Вторым объектом в системе выступит покрытая слоем  золота мембрана из нитрида кремния. Охлаждать микросферу и измерять смещение шарика по мере приближения пластинки физики намерены с помощью другого лазера, с излучением на длине волны 0,67 х Λ.

Расположив сферу  на чрезвычайно малом удалении от мембраны, можно будет очень точно измерить их взаимное смещение, а значит, и силу притяжения столь лёгких тел. В случае успеха по чувствительности новый эксперимент может в 10⁵-10⁷ раз превзойти опыты на установках с объектами всего лишь микрометрового масштаба. Дополнительно, как отмечают физики, в таком опыте может проявиться и эффект Казимира (мы рассказывали о нём в материале про привод деформации пространства).

Статья учёных опубликована в Physical Review Letters (PDF-документ). (Читайте также о проверке квантовых эффектов в условиях микрогравитации, о том, как физики NIST замерили самую слабую силу, и о попытке примирить две физики с помощью космической ряби.) 

MEMBRANA.RU