项目名称: 亚微米间距非牛顿引力实验检验

项目编号: No.11275076

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 罗鹏顺

作者单位: 华中科技大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 如何统一描述自然界中的四种基本相互作用力(电磁、强、弱、引力)是物理学的前沿科学问题。基于不同的机制,目前几乎所有的大统一理论都预言了引力在毫米和更近作用间距下偏离牛顿反平方定律,或存在着非牛顿引力。因此,通过检验近间距下非牛顿引力是否存在,将对统一场论的发展提供直接的实验支撑,而在不同间距下进行实验将可以检验不同的理论模型。申请人所在实验室已经在毫米及亚毫米间距开展基于扭秤技术的实验检验。本项目将侧重于亚微米间距的实验检验,将检验规范粒子在额外维空间传播所引起的额外相互作用存在的可能。与毫米间距实验相比,此间距的实验检验将面临着参与作用的质量少,而且Casimir力与静电力的干扰大等困难。为了克服这些困难,提高检验精度,我们将采用弹性系数约为mN/m的高灵敏微悬臂弱力测量技术,将采用密度调制的吸引质量,实现一个"零"检验实验。实验结果预计比目前国际最好水平高一个数量级。

中文关键词: 非牛顿引力;万有引力;大统一理论;静电斑块效应;原子力显微镜

英文摘要: General Relativity is a standard theory for gravity which has passed all experimental tests to date. The Standard Model, a very successful quantum gauge theory, accounts for the rest of the four fundamental interactions:electromagnetism, strong interaction and weak interaction. However, the two great theories of 21 century are fundamentally incompatible. Physicists have devoted an intense effort to find a unified theory that may unify all the fundamental forces of nature. Irrespective of the mechanisms, most of the unified theories predict that gravitation will deviate from the Newton's inverse square law at millimeter and sub-millimeter range (the deviation is usually called Non-Newtonian forces). Those predictions have inspired intense experimental efforts to test the Newton's inverse square law at different interaction ranges and to search for the Non-Newtonian forces. Our laboratory has been performing experimental tests at millimeter and sub-millimeter ranges using torsion balance. This project will perform experimental test at sub-micrometer range using ultrasensitive cantilevers. The test at sub-micrometer range would shed a light on the possible propagation of gauged particles in the bulk space with extra dimensions, which induces an experiment detectable gravitation-like interaction at this range. A del

英文关键词: Non-Newtonian Gravitational force;Universal gravitation;Unified theory of everything;Electrostatic patch effect ;Atomic force microscopy

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