Kütle Çekiminin 50 Mikrometrenin Altında Bile İşlediği Ortaya Çıktı

Kütle çekimi, temel kuvvetler arasındaki en zayıf kuvvet olmasına rağmen uzun mesafeler arasında işleyebilen tek kuvvettir. Kütle çekimi, çok küçük ölçeklerde de işlese zayıf oluşu nedeniyle etkisinin tespit edilmesi zordur. Kütle çekim kanunlarının çok küçük ölçeklerde işlemediğine ilişkin veriler ortaya çıkarsa bu, yeni fizik için çok ciddi bir kanıt olacak. Bununla beraber şimdiye kadar pek umut verici sonuçlar elde edilmiş sayılmaz.

Bilindiği gibi kütle çekimi, uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Uzaklığı iki katına çıkarırsanız, kütle çekim kuvveti ikide birine yarısına değil, orijinal değerinin dörtte birine düşer. Ters Kare Kanunu olarak bilinen bu kanun, geometrik hesaplarla belirlenir. Üç boyutlu bir evrende yaşadığımız için Ters Kare Kanunu işler ancak farklı sayıda boyutlarda yaşadığımız bir evren olsaydı her şey daha farklı olurdu.

Uzun mesafelerde, galaktik uzaklıklarda Ters Kare Kanunu'nun işlediğini biliyoruz. Karanlık madde ve karanlık enerjiyi başka bir boyut olarak düşünmek de işe yaramıyor çünkü bu ölçeklerde gizli boyutlar hem büyük hem de hiçbir şeye etki etmeyecek durumda olmalı. Bu nedenle kütle çekim kuvvetine ilişkin deneylerde küçük ölçeklerde iş görmek zorundayız. Tutarlılık ilkesi gereği, ölçeklerden birindeki sorunun başkasında da meydana gelmesi gerektiğini düşünürüz.

Küçük ölçekli kütle çekimi ölçümleri yapabilmek için basit bir deney düzeneği kuruldu. Deneyde periyodik kütle çekimi değişimlerine maruz kalan salınımdaki bir diskin dönüş hızında meydana gelen değişiklikler ölçüldü. Bu periyodik kuvvet, dönen bir diskle desteklendi.

Deney düzeneğinde diskler üst üste gelir, biri kabloya bağlıdır ve kablonun bükülmesiyle hareket eder ve diğeri de sabit bir dönüş hızıyla dönmektedir. Her iki diskte de boşluklar birbirinin üzerine döndükçe yer çekiminden dolayı kuvvetin değişmesi amacıyla kesikler vardır.

Kesilmiş disk tasarımı sayesinde üç dönüş frekansı ölçülebilir ve bu sayede üç frekans birbiriyle karşılaştırılarak ölçüm hatalarının önüne geçilmiş olur. Bu deney düzeneğiyle birlikte yapılan ölçümlere göre 52 mikrometreye kadar olan uzaklıklarda kütle çekimi tespit edilebildi. Titreşime karşı ilave kararlılık sağlandığında daha küçük uzaklıklarda dahi kütle çekimi saptanabildi. Aynı zamanda Ters Kare Kanunu'nun 50 mikrometrenin altındaki uzaklıklarda da işlediği ortaya çıktı. Böylece en azından şimdilik, Yeni Fizik'e ihtiyaç yok gibi görünüyor.

kaynak: https://arstechnica.com