Sapere Scienza

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Una nuova tecnica italiana misura la costante di gravitazione universale

18 Giugno 2014

Un team di studiosi dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) di Sesto Fiorentino, Firenze, ha misurato con alta precisione la costante di gravitazione universale di Newton, di solito indicata con "G". In precedenza, per arrivare a quantificare il valore di G erano stati effettuati oltre trecento tentativi, spesso utilizzando il metodo della "bilancia di torsione" che si fa risalire a Henry Cavendish, che lo ideò nel 1798. Negli ultimi tempi, non si è arrivati a convergere su un valore costante, probabilmente a causa di errori sistematici non identificati nella stima dell'attrazione gravitazionale tra masse macroscopiche, sebbene la precisione delle misure si sia fatta via via più ragguardevole.

 

Nel nuovo studio, pubblicato su Nature, i ricercatori hanno utilizzato una nuova metodologia che si basa su atomi raffreddati e misurazioni quantistiche. Il risultato ottenuto è un passo importante sul sentiero della precisazione del valore assoluto di G, che è notevolmente sfuggente. La costante di gravitazione universale è legata intimamente alla forza di attrazione gravitazionale che a sua volta influenza molti fenomeni, dall'orbita dei pianeti intorno al Sole alla gravità terrestre. 

 

L'insieme di masse macroscopiche utilizzate da Guglielmo Tino e colleghi come sorgente del campo gravitazionale, è stato costituito da cilindri di tungsteno del peso di circa 500 chilogrammi. La novità della ricerca è però rappresentata dal sensore di gravità, che comprendeva due nuvole di atomi di rubidio freddi, che salivano e scendevano seguendo differenti traiettorie di gravità, indotte dalla Terra e dai cilindri.

 

Gli scienziati sono arrivati a calcolare un valore per G molto preciso, che vanta un "errore" di circa lo 0,015 per cento: si tratta di un dato simile a quello ottenuto con le misure tradizionali, e con prospettive di ulteriore miglioramento. Sebbene il risultato non abbia ancora posto la parola fine al problema delle misurazioni discordanti, l'introduzione di una metodologia così diversa è potrebbe consentire di identificare una volta per tutte quegli  errori sistematici che hanno riguardato le precedenti misurazioni.

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