Ofta, praktiska gränser styr de experimentella mätningarna som kan göras, som styr skillnaden mellan vad vi förväntar oss vara sanna utifrån de mest sannolika förutsägelserna av modeller och beräkningar, och fynd som har stötts av testning. Ett team av forskare har nu använt världens högsta intensitet neutronstrållinje, på J-PARC i centrala Japan, att flytta gränserna för känslighet för studier av gravitationskraft. Multicenterarbetet som undersökte nm -intervallet publicerades nyligen i Fysisk granskning D .

De flesta människor är bekanta med hur saker omkring oss interagerar till följd av gravitationella interaktioner. Detta beteende, känd för att följa en invers kvadratisk lag (ISL), har förklarats väl av experiment ner till mindre än 1 mm. Gravitationsinteraktioner över långa avstånd har också stötts av data som samlats in från astronomi. Dock, tills nu, Det har funnits få experimentella bevis för att stödja avtal med ISL när den ofta oförutsägbara kvantnivån närmar sig.

"Det finns många effekter som antyds av accepterade gravitationsteorier över korta avståndsområden som kan bevisas genom experiment, "säger studieförfattaren Tatsushi Shima från Osaka University." Genom att framgångsrikt utöka sökområdet för en exotisk gravitation ner till korta avstånd på ~ 0,1 nm, vi har kunnat visa den högsta känsligheten som rapporterats hittills, producera experimentella data som hjälper till att reda ut förslagen. "

Den uppnådda statistiska känsligheten möjliggjordes med hjälp av den högintensiva pulserade neutronstrålen vid J-PARC-anläggningen. Den elektromagnetiska nätneutraliteten hos neutroner innebär att experimenten inte påverkades av den elektromagnetiska bakgrunden som hindrar andra tillvägagångssätt för att sondera korta avstånd ISL -avvikelser. Experimentet, baserat på neutron-ädel gasspridning, var den första tid-av-flyg-neutronspridningsstudien.

"När prestanda för världens mest kraftfulla strållinjer förbättras, vi kan avsevärt förbättra vår kunskap och förståelse i steg, "säger motsvarande författare Tamaki Yoshioka vid Kyushu University." Sådana iterativa förbättringar kan vara mycket avslöjande. När det gäller gravitationella interaktioner har vi tagit väsentliga steg för att förstå dimensionerna i rummet omkring oss. "

Man hoppas att studien, tillsammans med framtida arbete för att förbättra känsligheten ytterligare, kommer att bidra till att belysa om utrymmet vi lever i är begränsat till tre dimensioner.