Forschern ist es gelungen, die gravitative Anziehung zwischen zwei Objekten zu messen, die jeweils nur 7,6 Milligramm wogen.
Alle Objekte mit einer Masse üben eine Anziehung auf andere aus. Zwischen sehr kleinen Objekten ist diese Kraft jedoch so schwach, dass sie in einem Labor kaum von den vorhandenen Störungen zu unterscheiden ist.
Ein Team von Physikern stellte sich der Herausforderung, die gravitative Anziehung zwischen kleinen Siliziumplättchen zu messen. Jedes wog 7,6 Milligramm, also deutlich weniger als ein Reiskorn. Die Forscher platzierten sie in Abständen zwischen 0,65 und 1,55 Millimetern, um ihre gegenseitige Anziehung zu messen.
Versuchsaufbau zur Messung der gravitativen Anziehung zwischen zwei 7,6 mg schweren Siliziumplättchen mit einer Miniatur-Torsionswaage.
Quelle: An et al., Nature Communications (2026)
Das verwendete Instrument ist eine Torsionswaage: Ein Teil des Geräts kann sich unter dem Einfluss der Kraft einer benachbarten Masse ganz leicht drehen. Je stärker diese Anziehung ist, desto größer ist die gemessene Drehung.
Um die Gravitation nicht mit Vibrationen oder elektrischen Effekten zu verwechseln, veränderte das Team die Position der Quellmassen, die eine Testmasse anziehen (siehe Abbildung oben). Diese Veränderung erzeugt ein sich wiederholendes Signal, das die Instrumente wiederfinden können, selbst wenn es von anderen Bewegungen überlagert wird.
Die Messungen stimmen mit den von Newtons Gesetz vorhergesagten Werten überein. Sie ermöglichen außerdem, einen Wert für die Gravitationskonstante zu bestimmen, die zur Berechnung der Anziehung zwischen zwei Massen verwendet wird. Die erzielte Präzision bleibt hinter der mancher klassischen Experimente zurück, doch die eigentliche Leistung liegt woanders.
Bislang war es besonders schwierig, die Gravitation zwischen zwei derart leichten Objekten direkt zu messen. Indem sie die Massen verringern, nähern sich die Forscher einem Bereich, in dem Quanteneffekte wichtig werden. Nun können sie untersuchen, ob die Gravitation auch auf noch kleineren Skalen denselben Regeln folgt.
Derzeit bestätigt dieses Experiment, dass die von Newton aufgestellte Formel mit dieser Messung weiterhin vereinbar ist, und zeigt zugleich, dass sich die Gravitation mit Objekten von nur wenigen Milligramm untersuchen lässt.