Wanafizikia wamekamilisha kipimo cha kwanza sahihi na sahihi zaidi cha Newtonian gravitational constant G
The Mvuto Constant denoted by the letter G appears in Sir Isaac Newton’s law of universal mvuto which states that any two objects exert a mvuto force of attraction on each other. The value of Newtonian mvuto thabiti G (pia huitwa Universal Gravitational Constant) hutumika kupima nguvu ya uvutano inayovutia kati ya vitu viwili. Ni mfano mzuri wa changamoto ya kawaida lakini yenye kudumu katika fizikia kwani hata baada ya karibu karne tatu, bado haijabainika kabisa jinsi thamani ya G - mojawapo ya vipengele muhimu zaidi asilia - inaweza kupimwa kwa usahihi kwa usahihi thabiti. Thamani ya G imedhamiriwa kwa kupima umbali na wingi wa vitu viwili kuhusiana na mvuto wao wa mvuto. Ni thamani ndogo sana ya nambari kutokana na ukweli kwamba nguvu ya mvuto wa mvuto ni muhimu kwa vitu vyenye uzito mkubwa pekee. Kipengele cha changamoto zaidi ni kwamba nguvu ya uvutano ni nguvu dhaifu zaidi ikilinganishwa na nguvu zingine za kimsingi kama vile sumaku-umeme, vivutio hafifu na vikali na kwa hivyo G ni ngumu sana kupima. Zaidi ya hayo, mvuto hauna uhusiano unaojulikana na nguvu nyingine za kimsingi, kwa hivyo kuhesabu thamani yake kwa njia isiyo ya moja kwa moja kwa kutumia vipengele vingine (ambavyo vinaweza kuhesabiwa kwa usahihi zaidi) haiwezekani. Mvuto ndio mwingiliano pekee katika maumbile ambao hauwezi kuelezewa na nadharia ya quantum.
Thamani sahihi ya G
Katika utafiti wa hivi majuzi uliochapishwa katika Nature, wanasayansi kutoka China wametoa matokeo ya karibu zaidi ya thamani ya G. Kwa miaka mingi kabla ya utafiti huu, thamani ya awali ya G imekuwa 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (Vitengo: mita za cubed kwa kilo kwa kila pili mraba). Katika utafiti wa sasa watafiti walitumia njia ya maoni ya kuongeza kasi ya angular na pia mbinu ya wakati wa kubembea ili kuweza kukaribia kujenga thamani sahihi na sahihi. Matokeo yalikuwa 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 na 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 na matokeo haya yanaonyesha kupotoka kwa kiwango kidogo kuwahi kuripotiwa ikilinganishwa na maadili ya G katika masomo ya awali. Mkengeuko wa kawaida hutumika kupima kiasi cha tofauti katika seti ya data. Kwa hivyo, mkengeuko mdogo wa kiwango unamaanisha kuwa data inasambazwa kwa karibu kwa thamani ya wastani inayoashiria kuwa hakuna 'mkengeuko' mwingi katika data yaani haibadiliki sana.
Kutokuwa na uhakika juu ya thamani ya G
Watafiti wamesema kwamba matokeo yao pia yanaonyesha "makosa ya utaratibu ambayo hayajagunduliwa" katika njia tofauti zilizopo. Wanasema kuwa kati ya njia zote zilizopo, njia inayopendekezwa zaidi inahusisha interferometry - njia ya kuingilia kati ya mawimbi ya atomiki - na njia hii inapaswa kuzingatiwa kwa ajili ya maboresho ya baadaye. Mbinu mpya kama zilizoonyeshwa katika utafiti huu zinahitaji kupitishwa ili kuelewa kikamilifu fumbo la thamani ya G na umuhimu wake katika maeneo mapana ya sayansi ya kimwili. Thamani ya G yenyewe inaweza isiwe suala hapa lakini kutokuwa na uhakika kunakozunguka thamani yake. Hii kwa kiasi fulani inaonyesha kutokuwa na uwezo wetu wa kupima nguvu dhaifu kama vile mvuto na ukosefu wa ufahamu wa kinadharia wa mvuto.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Qing L et al 2018. Vipimo vya mara kwa mara ya mvuto kwa kutumia mbinu mbili huru. Nature. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
