科学家是如何对”11维空间“进行测量的

柠静夏链

对第11个维度进行测量

除了探索暗物质和黑洞，对于物理学家来说，最具诱惑力的是探寻高维度空 间-时间。在验证是否存在临近宇宙方面，位于丹佛的科罗拉多大学做了一项更 为大胆的尝试。那里的科学家试图测量出对牛顿那著名的平方反比定律的

偏差。
根据牛顿的引力理论，任何两个物体之间的引力随着两者之间的距离的平 方而减弱。如果你把地球到太阳的距离加长1倍，则引力就会降低2的平方倍， 也就是4倍。这反过来又用于测量空间维度。

迄今为止，牛顿的引力定律在包括大型星系团簇在内的宇宙距离上都是适 用的。但还没有人把他的引力定律在微小尺度上进行充分测试，因为在过去要 做这项工作是极其困难的。因为引力是一种非常弱的作用力，即使是最轻微的 干扰也会把实验破坏即使过路卡车的振动也足以使测量两个小型物体之间的 引力的实验作废。

科罗拉多的物理学家们制造了一个精巧的仪器，叫做高频共鸣器，它所能测试的引力定律最低可达十分之一毫米，这是有史 以来第一次在如此微小的距离上做这项实验。这项实验有两根悬在真空中的极 细的钨簧片。其中一个簧片以每秒1 000个周期的频率振动，看起来像一个振 动着的跳水台板。物理学家然后观察有什么振动会穿越真空传达到第二个簧 片。这个装置极其灵敏，即使是一粒沙子的十亿分之一重的力量引起了第二个 簧片的动作也会被探测到。如果牛顿的引力定律中有了偏差，那么第二个簧片 中就会记录到轻微的干扰。然而，在逐次分析到1.08亿分之一米的距离上以 后，物理学家们仍没有找到这种偏差。“到目前为止，牛顿的学说经受住了考 验。
这是个否定的结论，然而这却更加吊起了其他物理学家的胃口，使他们想在微观层面上测试有没有偏离牛顿理论的现象。
普渡大学正在计划另一项试验。那里的物理学家不是 要在毫米级对牛顿引力的微小偏离进行测试，而是要在原子层面上进行测试。 他们计划运用纳米技术，对镍-58和镍-64之间的差别进行测量。这两种同位 素的电气及化学特性相同，但其中一个同位素比另一个多了 6个中子。从原则 上来说，这两种同位素之间的唯一差别就是它们的重量。

这些科学家设想建立一个卡西米尔装置，它有两套用这两 种同位素制作的中子板。正常情况下，当这两块板紧靠在一起时什么也不会发 生，因为它们没有负荷。但如果使它们相互非常靠近，就会发生卡丙米尔效应， 两块板会轻微地互相吸引，这是一种已在实验室中测量到的效应。但由于这两 套平行放置的板子是由不同的镍同位素制造的，依据它们的引力不同，它们之间 的吸引会有轻微的不同。
为使卡西米尔效应最大化，这些板子须放置得极端靠近。（这种效应与它 们之间隔开的距离的负四次方成正比。所以，当把这些板子靠近时，这种效应就 迅速提高。）普渡大学的物理学家将采用纳米技术，制造由原子距离间隔开的板 子。他们将使用最先进的“微电动机械扭矩振荡器（microelectromechanical torsion oscillators) ”来测量板子中的微弱振荡。键-58和键-64之间的任何差异 都可以归咎于引力。这样，他们希望能在原子距离上测量到对牛顿运动定律发 生的偏差。如果他们用这一创意精巧的装置找到了对牛顿著名的平方反比定律 的偏离，这将是一个信号，说明存在着一个更高维度的宇宙，与我们的宇宙相隔 着一个原子的距离。