Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Гравитационная постоянная, та самая G, которая входит в закон всемирного тяготения, до сих пор измерена на удивление плохо. Если другие фундаментальные физические константы известны с точностью 10⁻⁷-10⁻⁸, то у G неопределенность составляет аж 10⁻⁴, т.е. одну десятитысячную (а в 1998 году вообще одно время точность решили «ухудшить» до одной тысячной!). Я про эту историю писал как-то в новости Гравитационная постоянная измерена новыми методами.

Так вот, сейчас прочитал в Nature News заметку про то, как ситуация изменилась за прошедшие три года. Оказывается, она не только не улучшилась, но даже еще более усугубилась. Несмотря на то, что точность отдельных экспериментов улучшается, общая ситуация запутывается еще больше. Очень неловкая ситуация в метрологии.

Вообще, есть несколько групп, которые пытаются измерить G разными способами. Атомно-интерферометрические методы, конечно, очень перспективны, но что-то прогресс в них пока медленный. В результате гравитационную постоянную измеряют пока старым механическими способом, по притяжению двух макроскопических грузиков, только методы для измерения отклонения используют разные. Таких измерений за последние годы было сделано несколько. В каждом из них точность неплохая, порядка 10⁻⁵. Беда только в том, что эти такие аккуратные измерения страшно расходятся друг с другом.

Вот картинка с некоторыми результатами измерения G, которую я стащил с тематической странички Стефана Шламмингера. Зеленая точка с усами — это «официально рекомендованное» значение G. Обратите внимание на три самые верхние красные точки. Это результаты самых последних измерений: Parks, Faller (2010), Luo et al. (2009) (у них есть и более свежее измерение, которое отличается несильно) и измерение калифорнийской группы, которое опубликовано, похоже, только в диссертации одного из ее членов. Видно, что эти три точки отстоят друг от друга на десяток стандартных отклонений. При этом, каждая группа пишет, что она несколько лет(!) перепроверяла всё на свете, что только могла предположить. Ясно, что у каких-то двух (либо у всех трех) экспериментов есть неучтенные источники погрешностей или просто ошибки экспермента, но у каких именно, непонятно.

Интересно, как CODATA собирается усреднять эти данные для своего следующего «сборника констант» в 2011 году. Не исключено, что они будут вынуждены будут взять средее и еще больше увеличить погрешность по сравнению с текущим значением.

Дополнение от 19 июля 2011: новое официальное значение G составляет (6.67384 ± 0.00080) * 10⁻¹¹ m³kg⁻¹s⁻². То бишь, значение сдвинуто в сторону новых результатов и ошибка ухудшена.