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【参考消息】中国科学家抛原子 为证伽利略自由落体定律错了
文章来源: 武汉物理与数学研究所 发表日期: 2015-07-16
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  港媒称,意大利物理学家伽利略于1589年在比萨斜塔上进行自由落体实验,因此提出自由落体定律。现在,内地科学家把伽利略所做的推到另一个层次,令实验结果出现前所未有的准确性。

  据香港《南华早报》网站7月15日报道,隶属于中国科学院武汉物理与数学研究所王谨教授,是这方面的顶尖专家,他表示,这次的实验远远超越了以往的类似研究。他说:“实验结果比以前准确十倍,而以往的记录已有十年时间没有被打破。”

  同时,王谨教授还表示,伽利略若泉下有知必定会感到安慰,因为他提出的自由落体定律在四百多年后的今天依然成立,至少目前如此。

  报道称,美国物理学会(American Physical Society)编汇的《物理评论快报》(Physical Review Letters)在最新一期刊登文章,详细解释了这个实验的结果。

  据说伽利略1589年时曾攀上著名的比萨斜塔塔顶,从那里扔下两个体积不一的铁球。令围观者感到惊讶的,是这两个铁球几乎同时着地。那个年代,一般人都认为较重的物体会较快坠落。

  牛顿和爱因斯坦后来采纳伽利略的自由落体定律,并发扬光大。该定律现已成为现代物理学的基础原理──“等效原理”(equivalence principle)。根据“等效原理”,所有物体自由下落的加速度是一个常量,无关物体的质量、大小或材料,爱因斯坦就是基于这个假设而提出广义相对论。

  然而,等效原理却存在一个大问题:它与量子物理学有所抵触。

  报道称,几十年来,物理学家们一直试图创立一个理论,希望把爱因斯坦的广义相对论和量子物理学结合。理论上,等效原理可以将广义相对论和量子物理学这两大物理系统连接起来,但部分科学家却希望等效原理有一天会被否定。

  科学家们试图通过从星球等天体以至原子等最微小的粒子来衡量引力对不同物体可能出现的变化,同时试图将有关测量方法的精确度推到极点,希望以量子力学测试等效原理会否出现扭曲。

  报道称,内地科学家把这次实验的误差幅度减到亿分之一,意味着不同原子自由下降的时间即使只有亿分之一秒的差距,也可以检测得到。王谨教授和他的团队过去六年曾多次重复这个实验,但仍没找到任何差幅。

  报道称,王谨教授及其团队已经建造了一座全球最高、用以进行原子自由落体实验的塔。两个不同质量的铷同位素的原子,同一时间从约10几米的高度扔下。研究团队此时便使用非常幼细的雷射光束测量原子的下降速度,情况就类似于利用高速枪追踪公路上高速行驶的汽车。

  王谨教授还表示:“实验说易行难。”比如,原子在扔下之前要以接近零的速度举起,周围没有电磁或引力干扰,以确保原子垂直下降。

  报道称,王谨教授表示,他的团队正在与世界各地不少实验室的科学家竞赛,不断提高这个实验的准确性,目标是要证明伽利略的自由落体定律是错的。

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