物理学家利用物质的量子特性，获得了通用引力常数（即出现在艾萨克·牛顿的万有引力定律中的“大G”）的高度精确值，该定律描述了引力如何将从行星到苹果的一切事物聚集在一起。尽管该技术仍需改进，但物理学家认为，未来它将超越传统方法的精度，并有望解决长期以来困扰物理学家的测量结果之间的明显差异。
在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中，研究人员测量了铷原子和一个516公斤重的钨圆柱阵列之间的微小引力。最新测量结果的不确定度为百万分之150，即0.015%，仅略大于确定G的传统方法（即量化两个宏观质量之间的相互拉力）的不确定度。
加州大学伯克利分校的物理学家霍尔格·穆勒说：“这项测量是一项了不起的实验成就，也是对G知识的重要贡献”，他没有参与这项研究。
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常数问题
这项技术利用了诸如原子之类的物质粒子表现为波的能力，可以为多年来困扰物理学家的一个问题提供新的见解。传统方法是测量引力吸引力对旋转天平上连接的重物造成的扭矩，这是英国科学家亨利·卡文迪什在1798年首次进行的实验。但是，尽管使用卡文迪什装置进行的约300个现代实验的精度不断提高，但不同的实验室发现了G的略微不同的值，并且近年来，差异扩大而不是缩小（请参阅“关于引力的G值专家意见不一致”）。
研究人员一直无法确定导致传统测量结果不一致的误差来源。最新测量的装置不太可能包含与扭矩法相同的误差。研究的合著者，意大利佛罗伦萨大学的古列尔莫·蒂诺说，随着其灵敏度的提高，它可能有助于查明G的真实值。
蒂诺和他的同事依靠原子干涉仪（一种利用物质的波动性来精确测量重力加速度的设备）。另一个团队，由加州斯坦福大学的马克·卡塞维奇领导，在2007年首次证明了这种干涉仪可以测量G。卡塞维奇说，蒂诺的团队使用干涉测量技术使G的“测量精度提高了十倍以上”。
酷方法
在蒂诺团队描述的实验中，激光脉冲会刺激冷却到接近绝对零度的铷原子云，驱动原子在重力的作用下像喷泉一样上升和下降。这些脉冲将与每个原子相关的“物质波”分裂为两种能量状态的叠加，每种状态具有不同的速度并达到不同的高度（60或90厘米），然后落回原处。上升最远的物质波与钨圆柱的距离更大，因此感知到的引力略有不同。力的差异会在两个物质波重新组合时产生可测量的最终状态偏移，从而产生干涉图样。
该团队使用了两个原子干涉仪来消除地球引力和月球和太阳的潮汐力的影响，这些影响随时间变化。由于原子和圆柱的质量及其分离距离都是高精度已知的，因此研究人员可以从对云加速度的多次测量中提取出G的值。
马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所的物理学家彼得·莫尔指出，尽管G的不同值之间的差异可能表明扭矩法中存在未知或被忽略的误差，但也可能牛顿的引力定律并不能准确描述在实验室长度尺度上质量的相互作用。因此，拥有一种新的、独立的测量G的方法，可以使物理学家重新定义引力定律的工作方式。