Fisica: misurata con estrema precisione la costante di gravitazione universale

Un gruppo di scienziati italiani dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) di Sesto Fiorentino (Firenze) e’ riuscito a compiere una misura ad alta precisione della costante di gravitazione universale di Newton, solitamente indicata con “G”. Lo studio compare nella rivista Nature. Gli scienziati hanno usato atomi raffreddati laser e misurazione quantistica. Il risultato rappresenta un passo importante verso una precisazione del valore assoluto di G, notevolmente sfuggente, che e’ alla base della forza con di attrazione gravitazionale che determina molti fenomeni, dall’orbita dei pianeti intorno al Sole alla gravita’ terrestre. Per determinare il valore di G sono stati compiuti oltre 300 tentativi, la maggior parte dei quali con il metodo della “bilancia di torsione” che risale a Henry Cavendish, nel 1798. Negli ultimi decenni, la precisione di queste misure e’ aumentata, sebbene non si sia riusciti a convergere su un valore costante. Questa situazione suggerisce la presenza di errori sistematici non identificati negli esperimenti che misurano l’attrazione gravitazionale tra le masse macroscopiche. Nel nuovo lavoro, Guglielmo Tino e colleghi hanno usato come sorgente del campo gravitazionale ancora un insieme di masse macroscopiche, ossia cilindri di tungsteno del peso di circa 500 chilogrammi. Tuttavia, il sensore di gravita’ comprendeva due nuvole di atomi di rubidio freddi, che salivano e scendevano secondo diverse traiettorie di gravita’ indotta dalla Terra e dei cilindri di tungsteno. Con un’attenta progettazione sperimentale e la considerazione delle fonti di errore, gli autori hanno ottenuto un valore per G con una precisione di circa lo 0,015 per cento, che si avvicina a quella delle misure tradizionali, e con prospettive di ulteriore miglioramento notevole. Sebbene questo risultato non abbia ancora risolto il problema delle misurazioni discordanti, l’uso di una tecnica cosi’ radicalmente differente e’ promettente ai fini dell’identificazione degli errori sistematici che hanno afflitto misurazioni precedenti.