Isaac Newton óta tudjuk, hogy a gravitáció univerzális: minden tömeggel rendelkező objektum a tömegével és távolságával arányos erőt fejt ki a többi környező tömegre. Markus Aspelmeyer és bécsi egyetemi kollégái ennek kísérleti igazolásához járultak hozzá újabb eredményekkel, amikor lemérték két szezámmag nagyságú aranygolyó egymásra kifejtett gravitációját. A golyók egyenként annyit nyomnak, mint négy szem rizs, így a legkisebb tömeget jelentik, amelynek a gravitációját sikerült lemérni. A Nature-ben megjelent tanulmány egy fontos lépéssel közelebb visz ahhoz, hogy a fizikusok kapcsolatot találjanak a gravitáció és a kvantummechanika között, egyetlen elméletben egyesítve az alapvető kölcsönhatásokat.
A két, egymástól pár milliméterre elhelyezett golyó több mint 10 milliószor kisebb erőt fejtett ki egymásra, mint ami egy lehulló hópehelyre hat. Ennek méréséhez egy rendkívül érzékeny detektorra volt szükség, amely érzékeny a két tárgy egymásra hatására, de képes kizárni a környező gravitációs és egyéb erőket.
A szakértők ezt egy torziós ingával valósították meg: a teszttömeget, vagyis az egyik gömböt egy vízszintesen elhelyezett, vékony rúd végére helyezték, a rúd végére egy azonos súlyú ellensúlyt erősítettek, majd a rudat középen felfüggesztették egy 4 mikron vastagságú szálra. Ezt követően a másik gömböt a teszttömeg közelébe helyezték, majd a szál csavarodását vizsgálták egy tükör, egy lézernyaláb és egy detektor révén.
Ez a kísérleti elrendezés jobbára csak a két gömb közti gravitációs erőkre érzékeny, bár a kísérlet akkor működött a legjobban, ha hétköznap éjfél és hajnali 5 között végezték, kizárva Bécs forgalmának zavaró hatásait. A gömbök távolítása és közelítése révén nyomon tudták követni a gravitációs erők alakulását, és 2,5–5,5 milliméteres távolság között 10 femtonewtont is képesek voltak lemérni. Ez Newton vonatkozó egyenletének eredményéhez képest a 10 százalékos hibahatáron belüli eredményt jelent.
Aspelmeyer reményei szerint az inga továbbfejlesztett változata ennél sokkal kisebb, ötezerszer apróbb erők mérésére is alkalmas lehet. A kutatók végső célja pedig gravitáció kvantumtermészetének igazolása lenne, vagyis annak bizonyítása, hogy a tömegvonzásnak is van valamiféle közvetítő részecskéje – amit eddig még senkinek sem megmutatni.
