Forstå tyngdekraften:Nanoskalasøgningen efter ekstra dimensioner

Tit, praktiske grænser styrer de eksperimentelle målinger, der kan foretages, styrer forskellen mellem, hvad vi forventer at være sandt baseret på de mest sandsynlige forudsigelser af modeller og beregninger, og resultater, der er blevet understøttet af test. Et team af forskere har nu brugt verdens højeste intensitet neutron beamline facilitet, på J-PARC i det centrale Japan, at skubbe grænserne for følsomhed for studiet af gravitationskraft. Multicenterarbejdet, der sonderer nm-området, blev for nylig offentliggjort i Fysisk gennemgang D .

De fleste mennesker er bekendt med, hvordan ting omkring os interagerer som følge af gravitationsinteraktioner. denne adfærd, kendt for at følge en omvendt kvadratlov (ISL), er blevet godt forklaret ved forsøg ned til mindre end 1 mm. Gravitationsinteraktioner over lange afstande er også blevet understøttet af data indsamlet fra astronomi. Imidlertid, indtil nu, der har været få eksperimentelle beviser, der understøtter enighed med ISL, når det ofte uforudsigelige kvanteniveau nærmes.

"Der er talrige virkninger foreslået af accepterede teorier om tyngdekraft over korte afstande, som kunne bekræftes ved eksperiment, " siger forfatteren af ​​undersøgelsen Tatsushi Shima fra Osaka University. "Ved succesfuldt at udvide søgeområdet for en eksotisk tyngdekraft ned til korte afstande på ~0,1 nm, vi har været i stand til at påvise den højeste følsomhed rapporteret til dato, at producere eksperimentelle data, der vil hjælpe med at optrevle forslagene."

Den opnåede statistiske følsomhed blev muliggjort ved hjælp af den højintensitetspulserede neutronstråle på J-PARC-anlægget. Neutronernes netto elektromagnetiske neutralitet betyder, at eksperimenterne ikke blev påvirket af den elektromagnetiske baggrund, der hæmmer andre tilgange til at sondere kortdistance-ISL-afvigelser. Eksperimentet, baseret på neutron-ædelgasspredning, var den første time-of-flight neutronspredningsundersøgelse.

"Efterhånden som ydeevnen af ​​verdens mest kraftfulde beamlines forbedres, vi er i stand til at forbedre vores viden og forståelse markant i takt, " siger den tilsvarende forfatter Tamaki Yoshioka fra Kyushu University. "Sådanne iterative forbedringer kan være meget afslørende. I tilfælde af gravitationelle interaktioner har vi taget væsentlige skridt i retning af at forstå dimensionerne af rummet omkring os."

Det er håbet, at undersøgelsen, sammen med fremtidigt arbejde for at forbedre følsomheden yderligere, vil være med til at kaste lys over, om det rum, vi lever i, er begrænset til tre dimensioner.