Предложен метод измерения гравитации в наномасштабе

Специалисты из национального института стандартов и технологий США (NIST) разработали любопытную схему регистрации гравитационных сил для микроскопических объектов, разделённых очень малым расстоянием.

Для нового эксперимента понадобится сфера из диоксида кремния диаметром 300 нанометров (прозрачный шарик на рисунке). Её будет удерживать лазерный луч (красная полоса) с длиной волны ?=1,5 микрометра. Жёлтым обозначена мембрана, подробности в тексте (иллюстрация K. Talbott/NIST).

Существует множество теорий, по-разному модифицирующих ньютоновскую силу тяготения на расстояниях порядка нескольких нанометров. "Для того чтобы проверить имеющиеся модели неньютоновой гравитации, надо изолировать два объекта, сблизить их и с высочайшей точностью измерить смещение друг относительно друга", – утверждает Эндрю Гераки (Andrew Geraci), один из авторов новой работы.

Как поясняют учёные в пресс-релизе, они предлагают при помощи оптического пинцета заставить левитировать крохотный шарик, который окажется сверхчувствительным к слабым изменениям в силе гравитации.

Вторым объектом в системе выступит покрытая слоем золота мембрана из нитрида кремния. Охлаждать же микросферу и измерять смещение шарика по мере приближения пластинки физики намерены с помощью другого лазера, с излучением на длине волны 0,67 х ?.

Расположив сферу на чрезвычайно малом удалении от мембраны, можно будет очень точно измерить их взаимное смещение, а значит и силу притяжения столь лёгких тел. В случае успеха, по чувствительности новый эксперимент может в 10⁵-10⁷ раз превзойти опыты на установках с объектами всего лишь микрометрового масштаба. Дополнительно, как отмечают физики, в таком опыте может проявиться и эффект Казимира.

Статья учёных опубликована в Physical Review Letters (PDF-документ).