20 augustus 2018

‘Microscope Satellite’ test equivalentieprincipe uiterst nauwkeurig.

Galileo bedacht een experiment, zonder het in de praktijk te brengen, waarin hij twee objecten van verschillende samenstelling en massa samen van de top van de toren van Pisa wierp, de ‘Microscope Satellite’ doet hetzelfde, maar nauwkeuriger. Voer voor de theoretische natuurkundigen, zij zijn dolgelukkig met de nieuwe studie die volgt uit de metingen van de Microscope (CNES), die het fundament van deze stelling versterkt.

Satellite Microscope credits; CNES


Microscope staat voor 
‘Micro-Satellite à traînee Compensée pour l’Observation du Principe d’Equivalence. Het is een 300 kilogram klasse mini-satelliet en wordt beheerd door de Franse National Center for Space Studies (CNES). Met behulp van deze satelliet,  die gelanceerd is in april 2016,  waren de onderzoekers  in staat om de universaliteit van de vrije val te testen met een nauwkeurigheid in de orde van 10 ^-15, 100 keer nauwkeuriger dan kan worden bereikt op aarde. De bevindingen werden vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters. Delftse onderzoekers van de Astrodynamica groep waren betrokken bij de studie. ‘Het vinden van een afwijking van de algemene relativiteitstheorie is de heilige graal in de natuurkunde’, zegt Dr. Dominic Dirkx van de sectie.

‘Het zwakke equivalentieprincipe houdt in dat wanneer twee voorwerpen in een vacuüm onder dezelfde zwaartekracht vallen, ze op dezelfde snelheid vallen, ongeacht hun verschil in massa of compositie. We weten uit ervaring dat dit geldt voor alledaagse voorwerpen. Gaat het echt absoluut op als we het meten op het niveau van een fractie van een seconde? ‘ Er zijn theorieën in de natuurkunde die voorspellen dat het equivalentieprincipe op zeer zwakke niveaus kan worden geschonden en de theorie van de algemene relativiteit is fundamenteel onverenigbaar met een andere beproefde theorie: de kwantummechanica, die de fysica van de extreem kleine beschreef. ‘Mensen zijn op zoek naar een verenigende theorie van de fysica’ zegt Dirkx.‘ Deze uiterst nauwkeurige meting van het equivalentieprincipe, een precisie in de orde van 10 ^-15, streept enkele alternatieve theorieën weg. Dat maakt deze publicatie zo belangrijk. ” 

Onderzoekers van de TU Delft in de groep Astrodynamica van Prof. Pieter Visser waren indirect betrokken bij het onderzoek en gebruiken de gegevens van de satelliet voor iets heel anders: het uitvoeren van berekeningen op de dichtheid van de ruimte direct buiten de atmosfeer. ‘Er zijn nauwelijks deeltjes daar, maar de weinige deeltjes die er zijn doen veroorzaken kleine  ‘drag’  of trekkracht op de satelliet,’ legt Dirkx uit. ‘Het is belangrijk om de effecten van deze deeltjes te begrijpen om satelliet trajecten te berekenen, en een beter inzicht in ruimteweer te krijgen. ‘ Bron; TU Delta

‘Microscope Mission; First Results of a Space Test of the Equivalence Principle’ by P. Touboul at al. is published in Physical Review Letters.

https://www.delta.tudelft.nl/article/search-holy-grail-physics

 

 

Reacties

  1. Quote : “Galileo bedacht een experiment, zonder het in de praktijk te brengen, …, de ‘Microscope Satellite’ doet hetzelfde, maar nauwkeuriger.”

    Me dunkt dat dit taalkundig niet klopt : je kan een gedachten-experiment niet nauwkeuriger uitvoeren. Een experiment wat wel(!) is uitgevoerd, kan uiteraard wel nauwkeuriger worden gedaan. 🙂

    – – –
    Maar wat zijn deze (uiterst nauwkeurige) resultaten nu dan? Bleef het
    a) equivalentieprincipe nu geldig of
    b) werd het juist geschonden?

    Met vriendelijke groet,
    Paul

  2. Angele van Oosterom zegt:

    Paul, dank voor de correctie van de taalkundige dwaling.

    c. geen van beide

    E.v.
    Het ‘nieuws’ item is een introductie naar zowel het nieuws artikel uit de Delta van de TU Delft en verder naar het desbetreffende wetenschappelijk artikel dat de allereerste resultaten bekend heeft gemaakt. De pdf hiervan, telt zeven bladzijden, is vrij te downloaden en eindigt ermee dat er in 2018 nog duizenden nieuwe metingen voor onderzoek beschikbaar komen.

    Onderstaand artikel is een veel uitgebreidere introductie tot dit betreffende onderzoek;

    https://news.cnrs.fr/articles/the-principle-of-equivalence-put-to-the-test

    Dit artikel eindigt met het noemen van nog twee toekomstige voorstellen, een van ESA, die in 2018 zal besluiten of STE-Quest (Space-Time Explorer and Quantum Equivalence Principle Space Test) doorgang kan vinden en waarin verschillende soorten atomen in vrije val in het vacuüm van de ruimte worden geplaatst. De tweede, Amerikaans, is STEP, Satellite Test of the Equivalence Principle

    Vriendelijke groet, Angele

  3. Ik krijg alleen een abstract te lezen. Daarin staat dit “resultaat”:

    Analysis of the first data gives ?(Ti,Pt)=[?1±9(stat)±9(syst)]×10?15(1? statistical uncertainty) for the titanium-platinum Eötvös parameter characterizing the relative difference in their free-fall accelerations.

    Ik snap daar geen gebenedijde moer van, maar ik heb het gevoel dat daar iets ‘resultatiefs’ wordt gezegd. Kan iemand dat wellicht eens in mensentaal omzetten? Of is de interpretatie doodleuk: een schending van het EP is niet aangetoond maar niet uitgesloten, bevestiging van het EP is niet uitgesloten maar niet aangetoond?
    Ik krijg altijd zo’n honger van dat soort ‘nieuws’ (over nieuws …).

    • En die copy-paste ging dus niet goed. Het eerste vraagteken in de formule staat voor ‘delta’, het tweede voor ‘min’, het derde ook (dus: tot de min vijftiende macht) en het vierde voor sigma.

      Gedoe …

  4. Angele van Oosterom zegt:

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.