10年周详实验给引力常数“G”再添新线索

施拉明格团队在本次工作中选择复实际验路径，而非完全推倒重来设计新筹划。他们将2014年在法国国际度量衡局（BIPM）进行的一项有名引力常数实验所应用的同一套装配，从法国运至美国马里兰州盖瑟斯堡的NIST实验室，力争在不合情况下重现这一实验，并考验昔时成果中是否隐蔽了体系性误差。

2014年的那次BIPM实验给出了当时最“偏离主流”的G值之一，是以复实际验被寄望于揭示这类异常成果背后的细节。NIST团队自2016年起正式开启测量工作，全部项目持续了10年，既是一次科学测量，也是一次对超周详微弱力测量技巧的经久打磨。

最新颁布的数据注解，团队给出的引力常数数值为 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">6.67387±0.00038×10−11m3kg−1s−2</math>6.67387±0.00038×10−11m3kg−1s−2，相对标准不肯定度为 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">5.7×10−5</math>5.7×10−5。与2014年BIPM实验成果比拟，这一数值低了约0.0235%，在高精度测量范畴，如许的差别已不容忽视。同时，该成果也略低于CODATA 2018推荐的G值，但今朝仍难以明白解释误差来源。

更具冲破意义的是，研究人员在反复推演实验前提时，发清楚明了此前去往被忽视的一项身分——真空腔内残存空气的影响。按设计，为尽可能清除干扰，实验须要在近乎完美的真空情况中进行，但团队发明，无论若何抽气，容器内总会残留少量气体，形成所谓的“真空压强”。

引力常数，也被物理学界称为“大年夜写G（Big G）”，描述的是两个质量之间的万有引力强度。对"大众,"日常生活而言，G 的渺小修改并不会带来可感知的影响，但对物理学家来说，尽可能锁定其精确数值，有助于进一步懂得引力的本质，并推动同一物理理论的摸索。

这一残存气领会对实验装配施加极其渺小的力，从而对最终测得的G值产生影响，而这一效应在以往不少实验的分析中并未被体系纳入。施拉明格指出，这一发明有望赞助解释不合实验给出的G值为何经久“对不上号”，但要下结论仍为时尚早，还须要一一回溯各实验筹划，核查它们对残存气体等细节的处理方法。

引力是天然界四种基本相互感化中最弱的一种，这也让它成为最难以精确测定的物理量之一。NIST物理学家斯特凡·施拉明格（Stephan Schlamminger）表示，科学界追踪引力常数已经跨越200年，但现有16个重要测量成果分散度依然很大年夜，典范不肯定度约为每百万分之十，远远减色于其他基本常数的精度程度。

在谈及新成果与既有公认数值的差别时，施拉明格表示，今朝团队偏向于认为误差可能来自多个累积效应的叠加，而非单一身分，但毕竟有哪些效应、各自权重若何，今朝都还无法精确拆解。相干研究论文已揭橥于计量学范畴期刊《Metrologia》，并经由过程自力事实核查。

这项工作没有为引力常数之争画上句号，却清楚展示了问题的复杂性：即便耗时十年、复用同一装配、在不合实验室精细操作，最终给出的G值仍与此前成果存在明显差别。在科学界看来，这既是一种挫折，也是一种动力——它提示研究者，想要彻底读懂这个“最熟悉又最陌生”的天然常数，还须要更多更过细的实验、更经久的保持以及更灵敏的误差辨认才能。