羅杰教授團隊在近距離牛頓反平方定律實驗檢驗中取得重要進展

作者: 時間:2021-06-07 點擊數:

轉自地大新聞網訊(通訊員劉夢 徐紅)近日,機電學院控制科學工程專業2020級博士生柯俊在近距離牛頓反平方定律實驗檢驗中取得重要進展,他以第一作者的身份,在物理學權威期刊《物理評論快報》上發表研究論文“厘米間距下牛頓反平方定律的聯合檢驗”,該論文通訊作者為指導老師羅杰教授。

該項研究是我校機電學院羅杰教授團隊與華中科技大學引力中心邵成剛教授團隊、中山大學天琴中心楊山清教授團隊共同合作的成果。

長期以來,科學家一直致力于將自然界中電磁、弱、強、引力四種基本相互作用統一起來,為此理論物理學家們提出了各種理論模型,但這些理論均要求一些基本物理常數不是真正的“常數”,如萬有引力常數、精細結構常數等隨著時間變化,而且兩個物體之間的引力與距離平方成反比的牛頓萬有引力定律在近距離下破缺等等。理論模型的正確與否需要實驗檢驗,高精度的引力實驗檢驗有助于人們更深刻地認識引力的本質。

由于引力非常微弱,因而在近距離下檢驗引力的破缺效應需要克服各種干擾因素,困難重重。研究團隊依據華中科技大學引力中心2018年在《自然》上公布的測量萬有引力常數實驗,利用兩個實驗中間距不一致的特性,建立理論模型分析實驗中的非牛頓引力效應,對實驗中各種誤差項引入的不確定度進行評估,對實驗結果的數據分析最終給出厘米間距下反平方定律破缺的限制。該研究結果給出了50 – 500毫米間Yukawa形式破缺的最強限制,并在60 – 100毫米處將當前國際最好水平提高了7倍,達到國際領先水平,為大統一理論的理論研究提供了實驗參考。

該研究工作先后得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究重大專項及學校等各方面的支持。 (文字編輯龐偉紅)

 

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