Поиски отклонения от закона всемирного тяготения

В свежем препринте "Improved constraints on non-Newtonian forces at 10 microns" (arXiv:0802.2350) описываются результаты эксперимента по поиску отклонений от закона всемирного тяготения Ньютона на расстояниях порядка 10 микрон. Отклонений не обнаружено, и это накладывает более жесткие ограничения на некоторые экзотические теории.

Этот эксперимент интересен тем, что он использует не крутильный маятник, как многие более ранние эксприменты, а грузик на кантилевере. Авторы утверждают, что в ближайшеим будущем можно будет улучшить чувствительность установки еще на 1-2 порядка.

Вообще, в последнее десятилетие в физике элементарных частиц появились разнообразные теории, в которых гравитационное взаимодействие на расстояниях меньше некоторого предела начинает заметно отклоняться от закона всемирного тяготения. Обычно такие отклонения экспоненциально спадают с расстоянием, и их часто учитывают с помощью такой формулы для гравитацонного потенциала:

Коэффициенты α и λ описывают относительную силу и масштаб расстояний, на котором чувствуются эти отклонения, и их значения свои для каждой теории.

Оказывается, для многих теорий λ оказывается не такой уж очень маленькой, в районе микронов. Это значит, что подобные гипотезы об устройстве микромира можно проверить в обычном, неускорительном эксперименте, если аккуратно измерить силу гравитационного притяжения на таких расстояниях.

Подобные эксперименты ставятся давно, и ни в одном из них отклонений пока не нашли. Но расстояния постепенно уменьшаются, и если 10 лет назад речь шла при 1 мм, то сейчас проверяются уж расстояния порядка 10 микрон. Новая работа "проникла" еще глубже в микрометровую область и "отгрызла" небольшой новый кусок в пространстве параметров этих моделей (см. рисунок). Если авторам работы действительно удастся улучшить чувствительность в 10-100 раз, то отгрызенный кусок будет значительно больше. Правда, судя по картинке, это не закроет модели окончательно, а лишь наложит ограничения на их параметры.