新重力测量限制了弦理论力

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自从那颗著名的苹果落在艾萨克·牛顿爵士的头上以来,科学家们已经能够计算出各种距离上的重力。引力常数的首次测量是在100多年后进行的,但测试非常短距离的重力已被证明是困难的。现在,科学家们已经检查了两个物体之间仅十分之一毫米间隔的引力吸引力——这是此类试验的最小间隙。今天发表在《自然》杂志上的研究结果为弦理论预测的某些力设定了上限。

弦理论已成为统一量子力学(控制原子、原子核和夸克等非常非常小的物质的定律)与广义相对论(描述恒星和星系等大尺度世界的理论)的最有希望的方法。它认为,看起来像点状基本粒子的东西实际上是微小的一维弦,其振动产生基本粒子。该假设要求存在六个或更多空间维度(在我们可观察到的三个维度之上),这些维度卷曲成微小的空间。这种所谓的紧致化产生了一些“模量”力,在某些弦理论情景下,其中一些力在接近十分之一毫米的距离上可与重力相媲美。

为了研究如此小距离范围内的力,科罗拉多大学博尔德分校的约书亚·C·朗和他的同事们设计了一种新设备,该设备的核心是一个钨金属条。类似跳板的板条可以上下振动,第二个金属条位于其下方0.1毫米处。研究人员发现,重力的表现与牛顿的预测基本一致。此外,他们没有观察到任何新的力在起作用。因此,弦理论的模量力必须具有小于0.1毫米的范围。作者说,下一步将是进一步缩小此类重力测试中物体之间的间隙,可能缩小到0.01毫米。

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