Spesso, i limiti pratici controllano le misurazioni sperimentali che possono essere effettuate, governare la differenza tra ciò che ci aspettiamo sia vero sulla base delle previsioni più probabili di modelli e calcoli, e risultati che sono stati supportati da test. Un team di ricercatori ha ora utilizzato la struttura di fascio di neutroni a più alta intensità del mondo, al J-PARC nel Giappone centrale, spingere i limiti della sensibilità per lo studio della forza gravitazionale. Il lavoro multicentrico che sonda la gamma nm è stato recentemente pubblicato in Revisione fisica D .

La maggior parte delle persone ha familiarità con il modo in cui le cose intorno a noi interagiscono a causa delle interazioni gravitazionali. Questo comportamento, noto per seguire una legge del quadrato inverso (ISL), è stato ben spiegato da esperimenti fino a meno di 1 mm. Le interazioni gravitazionali su lunghe distanze sono state supportate anche da dati raccolti dall'astronomia. Però, fino ad ora, ci sono state poche prove sperimentali a sostegno dell'accordo con l'ISL quando si avvicina il livello quantistico spesso imprevedibile.

"Ci sono numerosi effetti suggeriti dalle teorie accettate della gravità su brevi distanze che potrebbero essere confermati dall'esperimento, ", afferma l'autore dello studio Tatsushi Shima dell'Università di Osaka. "Estendendo con successo il raggio di ricerca di una gravità esotica fino a brevi distanze di ~ 0,1 nm, siamo stati in grado di dimostrare la massima sensibilità finora riportata, producendo dati sperimentali che aiuteranno a svelare le proposte".

La sensibilità statistica ottenuta è stata resa possibile utilizzando il fascio di neutroni pulsato ad alta intensità presso l'impianto J-PARC. La neutralità elettromagnetica netta dei neutroni significa che gli esperimenti non sono stati influenzati dal fondo elettromagnetico che ostacola altri approcci per sondare le deviazioni ISL a breve distanza. L'esperimento, basato sulla diffusione di gas neutroni-nobili, è stato il primo studio sulla diffusione dei neutroni a tempo di volo.

"Con il miglioramento delle prestazioni delle linee di luce più potenti del mondo, siamo in grado di migliorare significativamente la nostra conoscenza e comprensione in modo graduale, L'autore corrispondente dello studio Tamaki Yoshioka della Kyushu University afferma. "Tali miglioramenti iterativi possono essere molto rivelatori. Nel caso delle interazioni gravitazionali abbiamo compiuto passi sostanziali verso la comprensione delle dimensioni dello spazio che ci circonda".

Si spera che lo studio, insieme al lavoro futuro per migliorare ulteriormente la sensibilità, aiuterà a chiarire se lo spazio in cui viviamo è limitato a tre dimensioni.