Физик Стефан Шламмингер из Национального института стандартов и технологий США после десяти лет экспериментов получил новое значение гравитационной постоянной G. Работа опубликована в журнале Metrologia.
Полученный результат оказался на 0,0235% ниже значения, которое в 2007 году измерила Международная служба мер и весов во Франции. Итоговый показатель составил 6,67387 × 10^-11 м³/(кг·с²).
Гравитационная постоянная определяет силу притяжения между любыми двумя объектами. Она используется при расчетах движения планет, формирования звезд и галактик, но до сих пор известна менее точно, чем многие другие фундаментальные константы.
Чтобы снизить риск влияния личных ожиданий на итог, Шламмингер проводил анализ вслепую. Его коллега Патрик Эбботт вычел из измеренных масс скрытое число, а значение поправки положил в запечатанный конверт.
Раскрыть данные планировали еще в 2022 году, однако команда заметила, что недостаточно учла влияние давления воздуха. Окончательные результаты представили 11 июля 2024 года на конференции по точным электромагнитным измерениям в городе Аврора, штат Колорадо.
После вскрытия конверта выяснилось, что скрытая поправка была большой и отрицательной. Но даже после ее внесения результат NIST не совпал с французским измерением.
Для проверки ученые использовали медные и сапфировые массы. Оба варианта дали почти одинаковые показатели, что позволило исключить влияние материала на результат.
В экспериментальной установке применялись восемь цилиндров. Четыре внешних вращались на карусели, а четыре внутренних находились на диске, подвешенном на тонкой медно-бериллиевой ленте. Гравитационное воздействие вызывало закручивание ленты.
Исследователи уравновешивали гравитационный момент электростатической силой, меняя напряжение на электродах. Такой подход восходит к опыту Генри Кавендиша 1798 года с крутильными весами.
Ученые отмечают, что большая G отличается от малой g. Первая считается универсальной постоянной, а вторая обозначает ускорение свободного падения и зависит от небесного тела.