La polémica de la constante de gravitación universal

Dibujo20130912 present result bipm-13 compared with recent measurements of G

Medir la constante de gravitación universal de Newton (G) con precisión es muy difícil. Terry Quinn y sus colegas de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de París han medido su valor con una balanza de torsión obteniendo un resultado sorprendente, similar al que ya obtuvieron en 2001. Su nuevo valor G = 6,67545(18) × 10‾¹¹ m³ kg‾¹ s‾² tiene un error de 27 ppm, está a 21 ppm del valor obtenido en 2001, pero está a 241 ppm del valor oficial CODATA 2010, cuyo error oficial son 120 ppm. La balanza de torsión utiliza cuatro masas de 11 kg de Cu-Be que influyen sobre una masa de prueba de 1,2 kg de Cu-Be y ha sido reconstruida en su totalidad respecto a la versión usada en 2001, incluyendo gran número de mejoras. ¿Qué falla en su método de medida? ¿Por qué todas las mejoras introducidas no han corregido su resultado? ¿Se equivocan todos los demás? Nadie lo sabe, pero la polémica está servida. Nos lo cuentan en “Synopsis: An Uncertain Big G,” Physics, Sep. 5, 2013, siendo el artículo técnico Terry Quinn, Harold Parks, Clive Speake, Richard Davis, “Improved Determination of G Using Two Methods,” Phys. Rev. Lett. 111: 101102, Sep 5, 2013.

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Francis in Mapping Ignorance: La velocidad de la gravedad

Dibujo20130104 Solar eclipse - earth tides

Mapping Ignorance es el nuevo blog de divulgación científica en inglés de la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y Euskampus. Si no lo conoces, merece la pena visitarlo con regularidad. He publicado dos artículos “ESA’s Planck satellite finds the missing baryons,” Dec. 13, 2012, y “The speed of gravity,” Jan. 04, 2013. Esta última entrada se hace eco del reciente artículo de K. Y. Tang, C. C. Hua , W. Wen, S. L. Chi, Q. Y. You, D. Yu, “Observational evidences for the speed of the gravity based on the Earth tide,” Chinese Science Bulleting, Open Access, Available Online, December 2012 [el artículo es de acceso gratuito].

“Newton’s theory of gravitation assumes that the speed of gravity is infinite and the gravitational interaction is instantaneous. However, Einstein’s theory postulates that it is exactly equal to the speed of light. A team of Chinese physicists lead by Tang Ke Yun, at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China, has measured the speed of gravity with a relative error of about 5% by using Earth tides during three solar/lunar eclipses. The resulting value, between 0.93 to 1.05 times the speed of light, confirms the result postulated in Einstein’s theory. It is expected that new measurements using the same method, but with better gravimeters, could reduce the error by about an order of magnitude.” Leer más en Mapping Ignorance.

Publicado en Science: Un condensado de Bose-Einstein arrojado desde 120 metros de altura confirma la teoría de la gravedad de Einstein

Un condensado de Bose-Einstein (BEC) formado por átomos de rubidio enfriados a 9 nanokelvin encerrado en una cápsula de 60×60×215 (cm) ha sido arrojado en caída libre desde 120 m. de altura. El experimento confirma el principio de equivalencia en el que se basa la gravedad de Einstein como hasta ahora nadie había logrado. La gravedad residual en el experimento de microgravedad es una millonésima de la gravedad terrestre. El láser y la interferometría óptica nos ha permitido medidas extremadamente precisas de muchos efectos cuánticos. Gracias a la interferometría atómica en BEC permite medidas ultraprecisas de los efectos de la gravedad en sistemas cuánticos (se ha estimado que se llegará a una exactitud de una parte en 1016). Aunque este nuevo experimento confirma la validez de la gravedad clásica y por tanto no ofrece sorpresas, abre paso a futuros estudios de alta precisión sobre posibles violaciones cuánticas de la gravedad. Por ejemplo, un BEC es un estado cuántico macroscópico en el que millones de átomos en un estado tipo bosón que se encuentran en su estado de mínima energía y se describen con una función de onda cuántica macroscópica, pero también se pueden construir BEC con átomos que actúan como fermiones, que se emparejan formando bosones y se condensan, lo que permitirá estudiar si la gravedad actúa por igual en bosones y fermiones. Un nuevo concepto experimental revolucionario, como nos cuentan los brasileños Paulo Nussenzveig y João C. A. Barata, “Physics: A Drop of Quantum Matter,” Perspectives, Science 328: 1491-1492, 18 June 2010, haciéndose eco del artículo técnico de T. van Zoest et al., “Bose-Einstein Condensation in Microgravity,” Science 328: 1540-1543, 18 June 2010. Una tesis doctoral sobre este experimento está disponible en la web: Wojciech Lewoczko-Adamczyk, “Bose-Einstein Condensation in Microgravity. Trapping of dilute quantum-degenerate gases in ultra-shallow magnetic traps under microgravity conditions,” Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät I, Humboldt-Universität zu Berlin, 2009. Muchos medios se han hecho eco de esta gran noticia, como Laura Sanders, “Physics in free fall. Dropping supercold atoms may prove useful for understanding general relativity,” ScienceNews, June 18, 2010.

PS (23 junio 2010): Malén Ruiz de Elvira, “Caída libre cuántica. Un experimento pionero registra el comportamiento de miles de átomos tirados desde una altura de 146 metros,” El País, 23/06/2010, me ha traído a la memoria la charla de Mónica Salomone, “La Astronomía que Viene – Marte es una estrella … de la tele,” Madri+d Mediateca. Mónica está muy nerviosa en su charla y muestra poco dominio de la dicción, pero la charla es interesante.