科学家利用微小原子古怪的量子行为，最终确定了一个决定所有物体彼此间万有引力大小的基本常数。

　　相关研究论文的作者之一、意大利佛罗伦萨大学的原子物理学家古列尔莫•蒂诺说，新研究成果有助于确定万有引力常数的正式值，甚至可能帮助科学家找到存在更多时空维度的证据。

　　传说中，牛顿最初是在看到一个苹果掉下来后形成了他的万有引力理论。在牛顿的等式中，万有引力随着相关两个物体质量的增加而增加，随着两个物体间距离的增加而减弱。这位博学的英国人知道，为了计算出两个物体间的万有引力，必须将这两个物体的质量与一个常数“G”相乘，但他无法计算出这个常数的值。(常数“G”与常数“g”不同，后者是地球表面的局部重力加速度。)

　　1798年，科学家亨利•卡文迪什为确定地球的质量而对常数“G”进行了测算。他用扭秤实验测出了这一常数。此后，几乎每次测定常数“G”的努力都是卡文迪什这一方法的某种变形。其中很多实验都得到了相当精确的值，但这些值互不相同。美国加利福尼亚大学伯克利分校的原子物理学家霍尔格•米勒说，这是因为，要确定所使用的复杂系统中所有可能存在的误差太难了。

　　米勒说：“万有引力非常小，因此，从气流到电荷，很多因素都能导致结果错误。”

　　蒂诺表示，因此，与光速和电子质量等其他基本常数相比，常数“G”的精确性要差很多。

　　大型系统似乎没有用，因此，研究人员决定从小处着手。

　　这个研究团队将铷原子冷却至接近绝对零度(零下273 .15摄氏度)。这时，原子几乎完全停止运动。然后，研究人员将这些原子向上发射至一个真空管内，并让其下落。这被称为“原子喷泉”。

　　他们还在附近放置了数百磅钨。为了搞清楚这些钨如何扭曲万有引力场，研究人员求助于量子力学——关于亚原子粒子的古怪规律。在很小的尺度上，原子等粒子也具有波动性，这意味着它们能同时沿两条不同路线前进。因此，研究小组将铷原子下落时所循两条路线分开，然后使用一种叫原子干涉仪的装置测量这些路线的波形发生了何种变动。这些路线在重新结合时峰谷发生的变动就是钨产生万有引力的结果。

　　蒂诺对本网站记者说，新测得的常数“G”为6. 67191(99)×10-11。M3kg-1s-2，这个值并不如此前某些值精确，但因为这次使用单一原子，科学家们能更加自信地认为，此次结果没有受到未被发现的误差的扭曲。而此前那些实验的设置较为复杂，结果出现差错。

　　米勒表示，这项成就令人印象深刻。他说：“我原本认为这一实验几乎是不可能的，因为那些钨对万有引力的影响微乎其微。这真是一项伟大的突破。”

　　新实验让人们对未来的测量能最终确定一个更精确的“G”值充满希望。

　　以上成果还能帮助科学家发现是否有某种更古怪的因素在发挥作用。一些理论声称，存在能扭曲我们这个四维世界中万有引力场的更多维度。扭曲程度可能十分微弱，只能在距离极近时才注意得到。蒂诺说，事实上，一些人声称，其他实验室得到的不同结果正是这一多维度侵扰现象的后果。

　　他说，通过排除方法上的错误，这项新技术能用于寻找存在更多维度的证据。

　　常数“G”的新值今天公布在《自然》杂志上。

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