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Il valore più accurato della costante gravitazionale "G" fino alla data

SCIENZEFISICAIl valore più accurato della costante gravitazionale "G" fino alla data

I fisici hanno realizzato la prima misurazione più precisa e accurata della costante gravitazionale newtoniana G

di gravitazione La costante indicata dalla lettera G appare nella legge di gravitazione universale di Sir Isaac Newton che afferma che due oggetti qualsiasi esercitano una forza gravitazionale di attrazione l'uno sull'altro. Il valore del Newton costante gravitazionale G (chiamato anche Universal Gravitational Constant) viene utilizzato per misurare la forza gravitazionale di attrazione tra due oggetti. È un buon esempio di una sfida classica ma persistente in fisica poiché, anche dopo quasi tre secoli, non è ancora del tutto chiaro come possa essere misurato con precisione il valore di G, una delle costanti più fondamentali in natura. Il valore di G è determinato misurando la distanza e la massa di due oggetti rispetto alla loro attrazione gravitazionale. È un valore numerico estremamente piccolo a causa del fatto che la forza di attrazione gravitazionale è significativa solo per oggetti di grande massa. L'aspetto più impegnativo è che la gravità è una forza molto più debole rispetto ad altre forze fondamentali come l'elettromagnetismo, le attrazioni deboli e forti e quindi G è estremamente difficile da misurare. Inoltre, la gravità non ha alcuna relazione nota con altre forze fondamentali, quindi non è possibile calcolarne il valore indirettamente utilizzando altre costanti (che possono essere calcolate con maggiore precisione). La gravità è l'unica interazione in natura che non può essere descritta dalla teoria dei quanti.

Un valore accurato di G

In un recente studio pubblicato in Natura, gli scienziati cinesi hanno prodotto i risultati più simili per il valore di G. Per molti anni prima di questo studio, il valore preesistente di G era 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (Unità: metri cubi per chilogrammo per secondo quadrato). Nell'attuale studio i ricercatori hanno utilizzato il metodo di feedback dell'accelerazione angolare e anche il metodo del tempo di oscillazione per essere in grado di avvicinarsi alla costruzione di un valore preciso e corretto. I risultati sono stati 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 e 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 e questi risultati mostrano una piccola deviazione standard mai riportata rispetto ai valori di G in studi precedenti. La deviazione standard viene utilizzata per misurare la quantità di variazione in un insieme di dati. Quindi, una deviazione standard più piccola significa che i dati sono strettamente distribuiti al valore medio, il che significa che non c'è molta "deviazione" nei dati, cioè non cambia molto.

L'incertezza intorno al valore di G

I ricercatori hanno affermato che i loro risultati illustrano anche "errori sistematici non scoperti" in diversi metodi esistenti. Sottolineano che di tutti i metodi esistenti, il metodo più preferito prevede l'interferometria - un metodo per interferire con le onde atomiche - e questo metodo dovrebbe essere focalizzato per miglioramenti futuri. È necessario adottare nuovi approcci come mostrato in questo studio per comprendere appieno la mistica del valore di G e la sua rilevanza in vaste aree delle scienze fisiche. Il valore di G in sé potrebbe non essere il problema qui, ma l'incertezza che circonda il suo valore. Questo mostra in qualche modo la nostra incapacità di misurare forze deboli come la gravità e la mancanza di comprensione teorica della gravità.

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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

Qing L et al 2018. Misure della costante gravitazionale utilizzando due metodi indipendenti. Natura. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5

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