Die Gravitationskonstante — eine Herausforderung an die Meßtechnik

Abstract

Seit nunmehr 200 Jahren versuchen Physiker, die Gravitationskonstante G präziser zu bestimmen, doch nach wie vor erweist sich deren Messung als sehr schwierig. So wurden vor einigen Jahren die Resultate von drei Experimenten publiziert, deren Ergebnisse um bis zu 0,7% voneinander abweichen. Die meisten Experimente zur Messung der Gravitationskraft beruhen auf der Cavendish‐Torsionswaage, deren 200jähriges Jubiläum im letzten Jahr gefeiert wurde. Wir verfolgen einen komplett anderen Ansatz, indem wir eine Balkenwaage als Kraftsensor verwenden. Mit dieser Waage vergleichen wir zwei 1‐kg‐Massen, deren Gewichtsunterschied durch die Gravitationskraft von 13 Tonnen Quecksilber verändert wird.

Das Physikalische Praktikum Band I

“…1.8 Weitere Literatur: BS-1: S.122ff (sehr ausführlich) [65]; Nolting, Schur und Mitarbeiter, Phys. Blätter 55 (1999), Nr.4, S.51-53 [49]; NPP [15]; Walcher [70].…”

Facility and methods for the measurement of micro and nano forces in the range below 10−5N with a resolution of 10−12N (development concept)

“…For the precise determination of the gravitational constant, a force resolution of ≈10 −10 N was achieved in [17] during a measuring time of 20 days. In this work, a modified version of a commercially available weighing instrument of Mettler-Toledo was used with a force resolution of ≈10 −9 N (measuring duration ≈10 s).…”