Un team di fisici e ingegneri affiliati a diverse istituzioni in Cina ha sviluppato un nuovo tipo di gravimetro piccolo e altamente sensibile che può funzionare stabilmente a temperatura ambiente. Nel loro progetto, riportato sulla rivista Physical Review Letters, il gruppo ha sviluppato una strategia a doppio magnete che utilizzava un laser per misurare i cambiamenti di gravità.
I dispositivi per la misurazione della gravità esistono già da tempo. Sfortunatamente, i due tipi principali presentano degli inconvenienti:quelli basati su piccoli oscillatori tendono a invecchiare rapidamente, con conseguente perdita di precisione. E quelli basati su materiali superconduttori richiedono contenitori freddi, il che significa che consumano molta energia e sono difficili da spostare. In questo nuovo sforzo, il gruppo di ricerca ha adottato un nuovo approccio.
Hanno costruito un dispositivo con un grande magnete all'interno di un armadietto fissato sulla parte superiore al centro. Hanno quindi aggiunto un magnete più piccolo sotto di esso e lo hanno alloggiato in un guscio di grafite che respinge i campi. Il magnetismo opposto fece levitare il magnete più piccolo. La leggera repulsione ha provocato anche oscillazioni verticali:la regolazione dello spazio tra i magneti ha permesso al team di ridurlo a solo 1 Hz.
Il team ha poi aggiunto un filo che pendeva dal magnete più grande:il suo movimento, verso l'alto o verso il basso, rappresentava i cambiamenti nell'attrazione gravitazionale. Quel movimento è stato misurato utilizzando un laser verticale che sperimentava vari gradi di intensità mentre veniva bloccato dal filo mentre si muoveva; la misurazione di tali cambiamenti ha permesso di calcolare la quantità di gravità sperimentata dal dispositivo.
Il team ha testato il dispositivo mettendolo in una camera a vuoto per diverse settimane, lasciandolo stabilizzare. Lo hanno poi utilizzato per effettuare misurazioni della gravità della Luna e del Sole nei cinque giorni successivi. Hanno poi confrontato i risultati con i valori previsti e hanno scoperto che il loro segnale mostrava oscillazioni che rappresentavano variazioni nell'accelerazione gravitazionale fino a circa 10 −7 del valore standard, che descrivono come altamente accurato.
Il team descrive il proprio lavoro come un dispositivo di prova di concetto e suggerisce che un ulteriore lavoro porterebbe probabilmente a un perfezionamento, che a sua volta dovrebbe portare a una precisione ancora maggiore. Hanno inoltre in programma di rendere il dispositivo fisicamente più robusto in modo che possa resistere allo spostamento da un sito all'altro.
Ulteriori informazioni: Yingchun Leng et al, Misurazione delle maree terrestri con un micro-oscillatore a levitazione diamagnetica a temperatura ambiente, Lettere di revisione fisica (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.123601
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