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El desacuerdo sobre la constante de la gravitación de Newton

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PixelSHERLOCK Finished El desacuerdo sobre la constante de la gravitación de Newton Calificación: de 5,00

La constante de la gravitación de Newton - conocida en el "negocio" finamente sintonizado de la metrología como "gran G"- ha recorrido un largo camino desde que el físico británico Henry Cavendish midió por primera vez la atracción gravitatoria de la Tierra en 1798. Las mediciones de Cavendish tenian una incertidumbre de alrededor del 1%, Las mediciones modernas han estrechado ese valor a sólo un par de decenas de partes por millón.







S
in embargo, el perfeccionamiento incesante de G puede haber golpeado una piedra de tropiezo. Dos experimentos recientes están en desacuerdo con las conclusiones anteriores y la incertidumbre general en el valor de la constante puede ir en aumento.


En las ecuaciones de Newton, G representa el tamaño de la fuerza gravitatoria. La constante participa en la búsqueda de unificar las teorías de la gravedad y la mecánica cuántica, y los esfuerzos para determinar G han contribuido al progreso en las áreas de la física experimental: los elementos del primer aparato para medir la constante, por ejemplo, ahora se utilizan en Los detectores de ondas gravitatorias. Pero para algunos investigadores, la medición de G es un fin en sí mismo.


Metrólogos han medido tradicionalmente G por medio de una balanza de torsión - una varilla suspendida de un cable. Cuando las masas se colocan cerca de los extremos de la barra, su fuerza gravitatoria hace girar en una cantidad proporcional a G.





En el 2000, Jens Gundlach y Merkowitz Stephen en la Universidad de Washington en Seattle utilizaron un nuevo método de torsión para hacer la medida más precisa hasta la fecha: 6,674215 × 10-11 metros cúbicos por kilogramo por segundo cuadrado, con una incertidumbre de 14 partes por millón (ppm).
Pero ese valor está siendo cuestionado por dos métodos diferentes que se han desarrollado a un nivel de precisión comparable a la de Gundlach y Merkowitz. En un documento aceptado por la revista Physical Review Letters, Parks y Faller en Nuevo México, utilizan un interferómetro láser para medir el desplazamiento del péndulo. Su resultado (6,67234 × 10-11 m3 kg-1 s-2, con una incertidumbre de 21 ppm) son unas enormes 10 desviaciones estándar por debajo del valor medido por Gundlach y Merkowitz!


Ademas, en un paper publicado en 2009 en la revista Physical Review Letters, los investigadores midieron G comparando el tiempo que le tomó a un péndulo de torsión oscilar masas colocadas a diversas distancias del mismo. Se obtuvo un valor de 6,67349 × 10-11 m3 kg-1 s-2, con una incertidumbre de 26 ppm, cerca de tres desviaciones estándar por debajo Gundlach y el valor de Merkowitz. Los metrólogos habían esperado discrepancias menores entre los resultados - probablemente no más de un par de desviaciones estándar.


Stephan Schlamminger de la Universidad de Washington, quien midió G y reportó un resultado consistente con el de Gundlach y Merkowitz, dice que no puede explicar la inconsistencia. Puede ser un error sistemático, que justifica el por qué es tan importante medir G en una variedad de maneras, dice Schlamminger.

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