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使用悬浮力传感器的扩展测试未能找到第五力的证据
来源:赛斯维传感器网 发表于 2022/8/29

实验示意图。a,变色龙场的“第五力”由 8 个厚度为 75 μm 的聚酰亚胺薄膜(源质量)产生,在旋转板上等距分布。力传感器由一块热解石墨组成,在磁引力陷阱中抗磁悬浮,以及一个 12.5 微米厚的薄膜(测试质量),其材料与顶部的源质量相同,由玻璃棒支撑。磁引力阱被放置在具有地震噪声隔离的真空室中。测试质量和源质量之间的距离为 390 μm。源质量的旋转和力传感器的运动由光学系统监控,光信号分别由光电二极管 1 和光电二极管 2 检测。插图显示了检测力传感器位移的示意图。b,旋转源质量产生作用在测试质量上的周期性“第五力”fcham。厚度为 0.5 μm 的薄电屏蔽窗和磁屏蔽用于屏蔽背景静电和磁力。c,在两个不同旋转相位沿 z 轴的场 φ。红色和蓝色曲线分别表示在测试质量上方有和没有源质量薄膜的情况。示意图不是按比例绘制的,而是为了可见性。信用:沿z 轴在两个不同旋转相位的场 φ。红色和蓝色曲线分别表示在测试质量上方有和没有源质量薄膜的情况。示意图不是按比例绘制的,而是为了可见性。信用:沿 z 轴在两个不同旋转相位的场 φ。红色和蓝色曲线分别表示在测试质量上方有和没有源质量薄膜的情况。示意图不是按比例绘制的,而是为了可见性。来源:自然物理学(2022)。doi: 10.1038/s41567-022-01706-9


南京大学的一个研究小组与中国科学技术大学的两名同事合作,对变色龙理论进行了新的测试,并报告说未能找到第五种力的任何证据。他们在《自然物理学》杂志上发表了他们的论文。


先前的研究表明,有一种神秘的力量作用于宇宙——被理论物理学家称为暗能量,它被理论化为解释为什么宇宙正在加速膨胀的一种方式。尽管付出了很多努力,但没有人能够证明暗能量的存在。一种称为变色龙理论的理论表明,受重力影响的物体的行为方式会根据其环境中的因素而波动。该理论包括将变色龙场作为第五种力量的想法。该理论引起了激烈的争论,因为它直接与广义相对论相矛盾,广义相对论指出引力是恒定的。


在这项新的努力中,研究人员试图使用悬浮力传感器来证明或反驳该理论 - 一种带有塑料翅片的轮形装置,它旋转经过位于磁悬浮石墨片顶部的薄膜。石墨下方的底座由弹簧支撑。目标是测试重力根据附近物体的密度施加不同大小的力的想法。在大背景下,变色龙场在密集环境中(例如在单个行星上)所施加的力要比在大片、密度较低的空间中施加的力要小。如果存在第五种力,则旋转薄膜应在悬浮薄膜上施加周期性力。


在多次进行实验后,研究人员未能找到任何证据表明旋转的鳍会影响悬浮薄膜,他们认为,这排除了变色龙理论作为暗能量的解释候选者。他们还建议,他们的方法强调了稳健的、基于实验室的测试作为验证或诋毁理论研究的手段的必要性。他们建议他们的方法也可以用于其他工作。


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