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- 使用懸浮力傳感器的擴(kuò)展測試未能找到第五力的證據(jù)
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2022/8/29
實(shí)驗示意圖。a，變色龍場的“第五力”由 8 個厚度為 75 μm 的聚酰亞胺薄膜（源質(zhì)量）產(chǎn)生，在旋轉(zhuǎn)板上等距分布。力傳感器由一塊熱解石墨組成，在磁引力陷阱中抗磁懸浮，以及一個 12.5 微米厚的薄膜（測試質(zhì)量），其材料與頂部的源質(zhì)量相同，由玻璃棒支撐。磁引力阱被放置在具有地震噪聲隔離的真空室中。測試質(zhì)量和源質(zhì)量之間的距離為 390 μm。源質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)和力傳感器的運(yùn)動由光學(xué)系統(tǒng)監(jiān)控，光信號分別由光電二極管 1 和光電二極管 2 檢測。插圖顯示了檢測力傳感器位移的示意圖。b，旋轉(zhuǎn)源質(zhì)量產(chǎn)生作用在測試質(zhì)量上的周期性“第五力”Fcham。厚度為 0.5 μm 的薄電屏蔽窗和磁屏蔽用于屏蔽背景靜電和磁力。c，在兩個不同旋轉(zhuǎn)相位沿 z 軸的場 φ。紅色和藍(lán)色曲線分別表示在測試質(zhì)量上方有和沒有源質(zhì)量薄膜的情況。示意圖不是按比例繪制的，而是為了可見性。信用：沿z 軸在兩個不同旋轉(zhuǎn)相位的場 φ。紅色和藍(lán)色曲線分別表示在測試質(zhì)量上方有和沒有源質(zhì)量薄膜的情況。示意圖不是按比例繪制的，而是為了可見性。信用：沿 z 軸在兩個不同旋轉(zhuǎn)相位的場 φ。紅色和藍(lán)色曲線分別表示在測試質(zhì)量上方有和沒有源質(zhì)量薄膜的情況。示意圖不是按比例繪制的，而是為了可見性。來源：自然物理學(xué)（2022）。DOI: 10.1038/s41567-022-01706-9
南京大學(xué)的一個研究小組與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的兩名同事合作，對變色龍理論進(jìn)行了新的測試，并報告說未能找到第五種力的任何證據(jù)。他們在《自然物理學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的論文。
先前的研究表明，有一種神秘的力量作用于宇宙——被理論物理學(xué)家稱為暗能量，它被理論化為解釋為什么宇宙正在加速膨脹的一種方式。盡管付出了很多努力，但沒有人能夠證明暗能量的存在。一種稱為變色龍理論的理論表明，受重力影響的物體的行為方式會根據(jù)其環(huán)境中的因素而波動。該理論包括將變色龍場作為第五種力量的想法。該理論引起了激烈的爭論，因為它直接與廣義相對論相矛盾，廣義相對論指出引力是恒定的。
在這項新的努力中，研究人員試圖使用懸浮力傳感器來證明或反駁該理論 - 一種帶有塑料翅片的輪形裝置，它旋轉(zhuǎn)經(jīng)過位于磁懸浮石墨片頂部的薄膜。石墨下方的底座由彈簧支撐。目標(biāo)是測試重力根據(jù)附近物體的密度施加不同大小的力的想法。在大背景下，變色龍場在密集環(huán)境中（例如在單個行星上）所施加的力要比在大片、密度較低的空間中施加的力要小。如果存在第五種力，則旋轉(zhuǎn)薄膜應(yīng)在懸浮薄膜上施加周期性力。
在多次進(jìn)行實(shí)驗后，研究人員未能找到任何證據(jù)表明旋轉(zhuǎn)的鰭會影響懸浮薄膜，他們認(rèn)為，這排除了變色龍理論作為暗能量的解釋候選者。他們還建議，他們的方法強(qiáng)調(diào)了穩(wěn)健的、基于實(shí)驗室的測試作為驗證或詆毀理論研究的手段的必要性。他們建議他們的方法也可以用于其他工作。
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