loi de Newton sous le millimètre

[Karibou Blanc]

Bonjour à tous,

Quelqu'un connaitrait par hasard les résultats les plus récents des tests de la loi de Newton à courtes distances r<mm ?

[predigny]

Je n'ai pas entendu parler du moindre changement de cette loi. Ils en sont vers le 1/10 mm et les mesures devraient bientôt être faite (si ce n'est déjà fait) à la température de l'helium liquide. Le jour où il y aura quelque que chose de sûr, on en entendra parler avec grand bruit car ça serait sans doute la signature de dimentions cachées de l'espace.

[Big Benne]

Il s'agit de quelle loi ? Gravitation universelle ?
Le test consiste en quoi ?

[predigny]

Envoyé par Big Benne

Il s'agit de quelle loi ? Gravitation universelle ?
Le test consiste en quoi ?

Oui, c'est la loi de la Gravitation universelle en 1/r². Certains pensent que pour r très petit on s'écarte de cette loi. Une des méthodes utilisée est de mesurer l'influence d'une petite masse que l'on approche très près d'une lame vibrante. L'interaction gravitationnelle entre ces deux objets va modifier la fréquence de la lame. Même si la fréquence est l'une des grandeurs que l'on mesure avec le plus de précision, on imagine la difficulté technologique de cette mesure !

[Karibou Blanc]

Ils en sont vers le 1/10 mm et les mesures devraient bientôt être faite

donc ca n'a pas évolué depuis 2006 qui est la date la plus récente que j'ai trouvé : http://arxiv.org/abs/hep-ph/0611184

Le jour où il y aura quelque que chose de sûr, on en entendra parler avec grand bruit car ça serait sans doute la signature de dimentions cachées de l'espace.

Je sais Du reste, théoriquement, on pense maintenant qu'il est de moins en moins possible des dimensions aussi grande (que le millimtère) puisse exister. Puisque beaucoup de choses semble en faveur de dimension courbée qui peuvent etre plus petite que la taille d'un noyau atomique tout en règlant pas mal de soucis théoriques.

l s'agit de quelle loi ? Gravitation universelle ?

Oui il s'agit de la loi de Newton pour la gravitation . Le deux n'est vrai qu'à 3 dimensions d'espace, car le théorème de Gauss indique que la force gravitationnelle produite par une masse à une distance r décroit avec un facteur allant comme la surface de l'espace entourant la masse à cette distance. S'il existe une dimension de plus de taille finie R alors pour r<R on aura d'apres le théorie de Gauss : .

[humanino]

Bonjour,

A New Apparatus for Detecting Micron-Scale Deviations from Newtonian Gravity (D. M. Weld, J. Xia, B. Cabrera, A. Kapitulnik)

We describe the design and construction of a new apparatus for detecting or constraining deviations from Newtonian gravity at short length scales. The apparatus consists of a new type of probe with rotary mass actuation and cantilever-based force detection which is used to directly measure the force between two micromachined masses separated by tens of microns. We present the first data from the experiment, and discuss the prospects of more precisely constraining or detecting non-Newtonian effects using this probe. Currently, the sensitivity to attractive mass-dependent forces is equal to the best existing limits at length scales near 5 microns. No non-Newtonian effects are detected at that level.

Proposal for an experiment to search for Randall-Sundrum type corrections to Newton's law of gravitation (Mofazzal Azam, M. Sami, C. S. Unnikrishnan, T. Shiromizu)

String theory, as well as the string inspired brane-world models such as the Randall-Sundrum (RS) one, suggest a modification of Newton's law of gravitation at small distance scales. Search for modifications of standard gravity is an active field of research in this context. It is well known that short range corrections to gravity would violate the Newton-Birkhoff theorem. Based on calculations of RS type non-Newtonian forces for finite size spherical bodies, we propose a torsion balance based experiment to search for the effects of violation of this celebrated theorem valid in Newtonian gravity as well as the general theory of relativity. We explain the main principle behind the experiment and provide detailed calculations suggesting optimum values of the parameters of the experiment. The projected sensitivity is sufficient to probe the Randall-Sundrum parameter up to 10 microns.

Experimental Tests of General Relativity (Slava G. Turyshev)
General Relativistic Effects in Atom Interferometry (Savas Dimopoulos, Peter W. Graham, Jason M. Hogan, Mark A. Kasevich)
String theory, gravity and experiment (Thibault Damour, Marc Lilley)

Je me souviens d'une presentation donnee il y a quelques mois sur les tests avec des neutrons ultra-froids. Les limites qu'ils ont atteintes semblaient incroyablement difficiles a depasser (du genre, ils se heurtent aux mesures de precision du moment dipolaire du neutron, mesure pour des raisons completement independantes avec une precision, la encore, redoutable).

Voir aussi :
Testing the gravitational inverse-square law (Physicsworld.com)

Evidemment, la reference premiere officielle : PDG's Experimental tests of gravitational theory
mais l'article de Thibault Damour cite plus haut est plus recent.

[Gwyddon]

Ils ont pas aussi des soucis avec la présence de la force de Casimir, qui fait du bruit de fond ?

[humanino]

Envoyé par Gwyddon

Ils ont pas aussi des soucis avec la présence de la force de Casimir, qui fait du bruit de fond ?

L'intervenant n'a pas mentionne cela. D'apres ce que je comprend, c'est plutot l'inverse : la force de Casimir sert de reference pour calibration. Mais je ne suis pas sur.

J'ai trouve un document de reference, mais il faut vraiment etre interesse pour aller chercher ces details :
A Short-Range Test of Newton’s Gravitational Inverse-Square Law (PhD Daniel J. Kapner)

[Karibou Blanc]

Merci

Par contre il y a quelquechose qui me choque pour le second papier. Dans le modèle Randall-Sundrum, la dimension supplémentaire est de taille 1/Mpl, soit en gros 10^(-35) m. Ca me parait douteux de motiver les mesures de loi de Newton à courte distance en disant qu'on peut tester ce modele. La gravité étant tellement faible qu'il est extremement difficile de faire des mesures fiables sous le micron, alors la longueur de Planck...

[Karibou Blanc]

la force de Casimir sert de reference pour calibration. Mais je ne suis pas sur.

si c'est ca. Dans tous les cas la force de Casimir est calculable, on peut alors facilement la retrancher du résultat de mesure et ne retenir que la partie gravitationnelle. Evidemment il faut pour cela une bonne calibration de l'expérience avec la force de Casimir dans le régime de distance où elle domine l'intéraction gravitationnelle.

[Big Benne]

Envoyé par Karibou Blanc

Merci

Par contre il y a quelquechose qui me choque pour le second papier. Dans le modèle Randall-Sundrum, la dimension supplémentaire est de taille 1/Mpl, soit en gros 10^(-35) m. Ca me parait douteux de motiver les mesures de loi de Newton à courte distance en disant qu'on peut tester ce modele. La gravité étant tellement faible qu'il est extremement difficile de faire des mesures fiables sous le micron, alors la longueur de Planck...

C'est ce que je me disais aussi, mais ils se disent peut-être que sur un malentendu ca peut marcher...

il doit y avoir un truc qui nous échappe

[Rhedae]

Bonjour

Envoyé par predigny

Le jour où il y aura quelque que chose de sûr, on en entendra parler avec grand bruit car ça serait sans doute la signature de dimentions cachées de l'espace.

Pouquoi ?

[deep_turtle]

C'est si évident que ça pour vous, que la déviation à la loi de Newton doit avoir lieu seulement près de l'échelle de Planck ?

[Gwyddon]

Ok pour la force de Casimir, je n'avais pas pensé à la voir sous l'angle de la calibration, mais effectivement on maîtrise pas trop mal son calcul donc

Merci Karibou et humanino

Envoyé par Rhedae

Pouquoi ?

Cf le message #4 de cette discussion

[Gwyddon]

Envoyé par deep_turtle

C'est si évident que ça pour vous, que la déviation à la loi de Newton doit avoir lieu seulement près de l'échelle de Planck ?

Ce n'est pas, il me semble, ce que Karibou dit. Il dit juste que motiver les recherches de déviation par la vérification du modèle de Randall est assez tiré par les cheveux vu l'ordre de grandeur des dimensions supplémentaires dans ce modèle.

[humanino]

Envoyé par deep_turtle

C'est si évident que ça pour vous, que la déviation à la loi de Newton doit avoir lieu seulement près de l'échelle de Planck ?

Ah non, en tout cas pas pour moi

Il me semble que Randall elle-meme favorise fortement les scenarios ou c'est le cas, mais je ne me souviens plus de l'argument. Quelque chose comme "naturalite". Un tel argument dans tous les cas n'exclue pas, en principe, un echelle du TeV ou meme moins (pour le graviton KK et les modes effectifs associes). Et "RS2" qui ne contient pas de "brane de Planck" presente plus de libertes que le modele original en ce qui concerne les dimensions supplementaires.

Desole, mes deux centimes
Il faudrait que je relise.

[Rhedae]

Envoyé par Gwyddon

Cf le message #4 de cette discussion

Ca m'explique pas pourquoi ca induirait une dimension cachée de l'espace .
Mais cette déviation de la lois de Newton existe théoriquement ?

[humanino]

Voila une reference (presentation donnee par Randall au CERN, Academic Training Lecture Regular Programme) :
Warped Extra-Dimensional Opportunities and Signatures