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We present two novel methods, tested by LISA Pathfinder, to measure the gravitational constant G for the first time in space. Experiment 1 uses electrostatic suspension forces to measure a change in acceleration of a test mass due to a displaced source mass. Experiment 2 measures a change in relative acceleration between two test masses due to a slowly varying fuel tank mass. Experiment 1 gave a value of G=6.71±0.42(×10-11) m3 s-2 kg-1 and experiment 2 gave 6.15±0.35(×10-11) m3 s-2 kg-1, both consistent with each other to 1σ and with the CODATA 2014 recommended value of 6.67408±0.00031(×10-11) m3 s-2 kg-1 to 2σ. We outline several ideas to improve the results for a future experiment, and we suggest that a measurement in space would isolate many terrestrial issues that could be responsible for the inconsistencies between recent measurements.
Novel methods to measure the gravitational constant in space / Armano, M., Audley, H., Baird, J., Binetruy, P., Born, M., Bortoluzzi, D., Castelli, E., Cavalleri, A., Cesarini, A., Cruise, A.M., Danzmann, K., De Deus Silva, M., Diepholz, I., Dixon, G., Dolesi, R., Ferraioli, L., Ferroni, V., Fitzsimons, E.D., Freschi, M., Gesa, L., et al.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - 100:6(2019). [10.1103/PhysRevD.100.062003]
Novel methods to measure the gravitational constant in space
Armano M.;Audley H.;Baird J.;Binetruy P.;Born M.;Bortoluzzi D.;Castelli E.;Cavalleri A.;Cesarini A.;Cruise A. M.;Danzmann K.;De Deus Silva M.;Diepholz I.;Dixon G.;Dolesi R.;Ferraioli L.;Ferroni V.;Fitzsimons E. D.;Freschi M.;Gesa L.;Gibert F.;Giardini D.;Giusteri R.;Grimani C.;Grzymisch J.;Harrison I.;Hartig M. -S.;Heinzel G.;Hewitson M.;Hollington D.;Hoyland D.;Hueller M.;Inchauspe H.;Jennrich O.;Jetzer P.;Karnesis N.;Kaune B.;Korsakova N.;Killow C. J.;Lobo J. A.;Liu L.;Lopez-Zaragoza J. P.;Maarschalkerweerd R.;Mance D.;Meshksar N.;Martin V.;Martin-Polo L.;Martino J.;Martin-Porqueras F.;McNamara P. W.;Mendes J.;Mendes L.;Nofrarias M.;Paczkowski S.;Perreur-Lloyd M.;Petiteau A.;Pivato P.;Plagnol E.;Ramos-Castro J.;Reiche J.;Robertson D. I.;Rivas F.;Russano G.;Slutsky J.;Sopuerta C. F.;Sumner T.;Texier D.;Thorpe J. I.;Trenkel C.;Vetrugno D.;Vitale S.;Wanner G.;Ward H.;Wass P. J.;Weber W. J.;Wissel L.;Wittchen A.;Zweifel P.
2019-01-01
Abstract
We present two novel methods, tested by LISA Pathfinder, to measure the gravitational constant G for the first time in space. Experiment 1 uses electrostatic suspension forces to measure a change in acceleration of a test mass due to a displaced source mass. Experiment 2 measures a change in relative acceleration between two test masses due to a slowly varying fuel tank mass. Experiment 1 gave a value of G=6.71±0.42(×10-11) m3 s-2 kg-1 and experiment 2 gave 6.15±0.35(×10-11) m3 s-2 kg-1, both consistent with each other to 1σ and with the CODATA 2014 recommended value of 6.67408±0.00031(×10-11) m3 s-2 kg-1 to 2σ. We outline several ideas to improve the results for a future experiment, and we suggest that a measurement in space would isolate many terrestrial issues that could be responsible for the inconsistencies between recent measurements.
Armano, M.; Audley, H.; Baird, J.; Binetruy, P.; Born, M.; Bortoluzzi, D.; Castelli, E.; Cavalleri, A.; Cesarini, A.; Cruise, A. M.; Danzmann, K.; De ...espandi
Novel methods to measure the gravitational constant in space / Armano, M., Audley, H., Baird, J., Binetruy, P., Born, M., Bortoluzzi, D., Castelli, E., Cavalleri, A., Cesarini, A., Cruise, A.M., Danzmann, K., De Deus Silva, M., Diepholz, I., Dixon, G., Dolesi, R., Ferraioli, L., Ferroni, V., Fitzsimons, E.D., Freschi, M., Gesa, L., et al.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - 100:6(2019). [10.1103/PhysRevD.100.062003]
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
