Natuurconstante uit zwaartekrachtwet krijgt nieuwe waarde

Opwinding in de natuurkunde: Grote G, een natuurconstante uit de zwaartekrachtwet van Newton, blijkt groter dan jarenlang is aangenomen. De constante bepaalt de sterkte van de zwaartekracht en speelt daarom een belangrijke rol in de pogingen om de zwaartekracht en de drie andere fundamentele natuurkrachten met elkaar te verenigen. Twee groepen natuurkundigen zijn onafhankelijk van elkaar en na een jarenlange analyse van hun experimenten tot een nieuwe waarde gekomen, maar wisten nog niet iedereen te overtuigen van de juistheid daarvan: metingen om G te bepalen, zijn lastig: de zwaartekracht is uiterst zwak en het valt niet mee om een betrouwbare meting te doen (Physical Review Letters, 19 juni en 7 september).

De eerste die daarin slaagde was de Britse natuurkundige Henry Cavendish. Hij maakte gebruik van een zogenaamde torsiebalans, een aan een draad opgehangen halter. Door aan weerszijden twee zware loden kogels te plaatsen, liet hij de halter over een zeer kleine hoek draaien. Zo bepaalde hij de kracht tussen de kogels en de halter en kon hij G berekenen, gebruikmakend van de wet van Newton. Nog altijd wordt G op een soortgelijke manier bepaald, zij het met een grotere nauwkeurigheid. Jun Luo en zijn collega’s van de Technische Universiteit van Wuhan bepaalden de slingertijd van een torsiebalans, de ene keer met twee zware gewichten in de buurt, en daarna zonder. Amerikaanse onderzoekers gebruikten twee aparte slingers en bepaalden met een laser hoe die over een minieme afstand uit elkaar werden geduwd door er zware gewichten in de buurt te plaatsen.

Er zijn allerlei effecten die de metingen kunnen beïnvloeden: luchtdruk, temperatuur, trillingen en elke andere massa die zich in de buurt bevindt. De Amerikanen deden hun metingen al in 2004 en waren vervolgens zes jaar bezig met bepalen van de nauwkeurigheid! Ook voor de Chinezen is G al een jarenlang project. Of G nu inderdaad zal worden bijgesteld, moet volgend jaar blijken tijdens de zitting van een internationale commissie.

Rob van den Berg