Ett av de mest okända fenomenen i modern fysik är gravitationen. Dess mått och lagar förblir något av en gåta. Forskare vid Tohoku University har avslöjat viktig information om en ny aspekt av gravitationens natur genom att undersöka den minsta massskalan.

Professor Nobuyuki Matsumoto har lett ett team av forskare för att utveckla en gravitationssensor baserad på övervakning av förskjutningen av en upphängd spegel, som gör det möjligt att mäta gravitationen av den minsta massan någonsin.

Forskargruppen var intresserade av om gravitationens natur är klassisk eller kvant. "Inom de senaste hundra åren, vår förståelse av naturen har fördjupats utifrån kvantteori och allmän relativitet. För att fortsätta gå vidare med dessa framsteg, det är nödvändigt att förstå mer om gravitationens natur, " sa Matsumoto.

Hittills är den minsta massan som människor har mätt ett gravitationsfält för cirka 100 g, vilket är förvånansvärt större än massan för en vanlig penna (~10g). Eftersom gravitationskraften är mycket svagare än andra krafter, som den elektromagnetiska kraften, det är svårt att mäta gravitationen som genereras av små massor.

Matsumoto uppgav att "systemet gjordes baserat på den teknologi som utvecklats för gravitationsvågsdetektorer, t.ex. laserstabilisering, ett vibrationsisoleringssteg, högvakuum och bullerjakt. Till skillnad från gravitationsvågsdetektorer, vi använde en triangulär optisk kavitet, inte en linjär optisk kavitet för att minska ljudnivån hos förskjutningssensorn och bibehålla en stabil drift av sensorn. Vårt systems ljudnivå, på grund av den Brownska rörelsen hos den upphängda spegeln, är en av de minsta i världen."

Utveckling av en sådan gravitationssensor kommer att bana väg för en ny klass av experiment där gravitationskoppling mellan små massor i kvantregimer kan uppnås.