Search for a violation of gravitational inverse square law at a micrometer scale

在微米尺度上寻找违反引力平方反比定律的现象

基本信息

批准号：
21H01096
负责人：
村田次郎
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Rikkyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

重力の決定的な弱さの謎、量子化の困難に突破口を与えうる実験的兆候を探すべく、主にミクロンスケールにおける重力の逆二乗則の検証実験を進めた。前年度までにNewton-Vを改良し、特に重力源とセンサーである50ミクロンのワイヤーを接近させる事に成功した。これにより近距離における逆二乗則検証の精度が大幅に高まり、未検証領域まであと1桁に迫るところまで検証精度を高めることに成功した。検証精度のボトルネックとなっていたアトラクターの軸ブレに対し、測定方法を工夫する事でこの影響を抑制する事が出来た。また、ワイヤーカンチレバーの位置測定に関して、レーザー干渉型変位計の感度が10倍高いものを新たに導入し、センサー由来の分解能の悪化要因を抑える事が出来た。これによって現在、測定のボトルネックは軸ぶれ、センサー分解能を抑えた結果、地面振動が支配的となった。これを考慮し、池袋での地面振動環境が原因である事から、横須賀、松代、神岡にて地面振動レベルの測定と、実際のワイヤーカンチレバーの振動をレーザー干渉型変位計を用いて実測した。結果として振動レベルを1桁下げられる事が判明した。これを受けて、次年度は装置の小型化の後に移設作業を行う予定である。また、余剰次元と並んで重力の量子化のもう一方の突破口であるローレンツ対称性の検証実験も原理検証の後に、本番のデータ収集を行う事が出来た。得られたデータは現在、解析中である。

为了找到重力和实验迹象的临界弱点的奥秘，可以在量化难度方面取得突破，我们进行了一项实验，以验证重力反向定律，主要是在微米尺度上。到上一年，Newton-V已得到改善，尤其是它可以关闭重力来源和50微米电线的传感器。这极大地提高了近距离近方法律验证的准确性，并成功地提高了验证的准确性，直到未验证的区域才是一个数字。通过设计测量方法，我们能够抑制吸引子的轴摇动的这种效果，这是验证精度的瓶颈。此外，关于线悬臂的位置测量，引入了一种新的激光干涉量化仪，灵敏度高10倍，这抑制了从传感器得出的分辨率下降的因素。结果，测量瓶颈目前是模糊的，由于抑制传感器的分辨率，地面振动已成为主导。考虑到这一点，由于ikebukuro的地面振动环境是原因，因此在横田，Matsushiro和Kamioka中测量了地面振动水平，并使用激光干涉仪测量了线悬臂的实际振动。结果，发现振动水平可以通过一个顺序降低。为此，我们计划在设备小型化后明年进行搬迁工作。此外，洛伦兹对称验证实验是重力量化的另一个突破以及剩余维度，在验证原理后，也可以收集实际生产中的数据。目前正在分析获得的数据。