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学校法人立教学院

「現代のピサの斜塔の実験」に成功 ミリメートル規模での自由落下の一様性を初確認

2017年8月8日

立教大学

「現代のピサの斜塔の実験」に成功
ミリメートル規模での自由落下の一様性を初確認

全ての物体は重力によって同じ加速度で落下するという、ガリレオのピサの斜塔の実験で有名な自由落下の一様性は、アインシュタインが一般相対性理論を構築する際の発想の原点となった、等価原理とも呼ばれる物理学における最も基本的な原理の一つです。これまで等価原理は地球からの重力による実験においては極めて高い精度で成り立つことが確認されていましたが、実験室内のミリメートル規模の小物体による重力でも成り立つかどうかは確認されていませんでした。この様な小物体の引き起こす重力は、地球の場合に比べて1億倍程度も弱く重力を検出すること自体が極めて難しい実験です。
研究チームは、ねじれ秤と呼ばれる装置と画像処理技術を組み合わせた独自の計測装置を開発し、ミリメートルからセンチメートル規模の小物体間の重力の検出と、その物質による違いの有無を検証しました。表面近接距離は最短で4.5mmに迫る計測で、タングステンの小物体が銅とアルミの異なる重力源に対して感じる重力場の強さは、数%程度の誤差の範囲内で一致する事が初めて明らかとなりました。
この研究成果は、重力の物理学において最も権威ある専門的学術雑誌の一つである『Classical and Quantum Gravity (古典および量子重力)』に掲載されます。

【研究の詳細】
本学ウェブサイト(http://www.rikkyo.ac.jp/news/2017/08/08.html
をご覧ください。

【論文情報】
タイトル:Short-range test of the universality of gravitational constant G at the millimeter scale using a digital image sensor
著者:K. Ninomiya, T. Akiyama, M. Hata, M. Hatori, T. Iguri, Y. Ikeda, S. Inaba, H. Kawamura, R. Kishi, H. Murakami, Y. Nakaya, H. Nishio, N. Ogawa, J. Onishi, S. Saiba, T. Sakuta, S. Tanaka, R. Tanuma, Y. Totsuka, R. Tsutsui, K. Watanabe and J. Murata
誌  名:Classical and Quantum Gravity
URL:https://doi.org/10.1088/1361-6382/aa837f

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