重力に準ずる未知の相互作用の探索 时空构造を知る手がかりを求めて
新粒子が作る汤川型散乱ポテンシャルによって、中性子とキセノン原子が散乱する様子の概念図。
© 2015 東京大学
东京大学の神谷助教らは、中性子とキセノン原子の散乱角度分布を精密に测定して、重力に準ずる新しい相互作用を探索しました。その结果、既知の相互作用から期待される分布と実験から得られた分布が高精度で一致することを确认し、重力に準ずる相互作用が存在しえる可能性の范囲を、绞り込むことに成功しました。
二つの物体间に働く重力は、物体间の距离の二乗に反比例して强くなります。例えば、物体间の距离が半分になると、これらの间に働く重力は4倍になります。しかし、100ミクロン以下の微视的な距离においても成立するかは実験的に検証されていません。
今回、研究グループは、韩国原子力研究所内に设置されている贬础狈础搁翱研究炉の中性子散乱実験用ビームラインを用い、冷却された中性子ビームをキセノン原子に照射して、その散乱角度分布を精密に测定しました。その结果、物体间の距离が0.04ナノメートルから4ナノメートルの范囲において、世界最高となる探索感度を达成しました。
微視的な距離での重力に準ずる相互作用の研究は、时空构造や重力理論の理解へむけた糸口となる可能性を秘めています。これまでは、 電磁気力などのより結合の強い力の影響によって、このような弱い相互作用の探索は難しいとされてきましたが、本成果は、これらの相互作用を検証する一つの方法を示したと言えます。
论文情报
, "Constraints on New Gravitylike Forces in the Nanometer Range", Physical Review Letters 114, 161101, doi:10.1103/PhysRevLett.114.161101.
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