릿쿄대학 이학부의 무라타 지로 교수와 니노미야 이치사 연구원을 중심으로 한 연구팀은 물리학의 가장 기본적인 원리 중 하나인 「자유 낙하의 균일성」이 밀리미터(천분의 1밀리미터) ) 규모의 소물체에 의한 중력이라도 이루어지는 것을 처음으로 확인했다.
자유낙하의 균일성이란 모든 물체가 중력에 의해 같은 가속도로 낙하함으로써 갈릴레오의 피사의 사탑 실험으로 유명하다. 「등가 원리」라고도 불리며, 힘에 대한 움직임 어려움을 나타내는 양(관성 질량)과 중력을 느끼는 양(중력 질량)이 동일한 것을 나타내고, 아인슈타인이 일반 상대성 이론을 구축할 때의 발상 의 원점이 되었다.
지금까지 등가 원리는 지구의 중력에 의한 실험에서는 매우 높은 정밀도로 이루어지는 것이 확인되었지만, 실험실 내의 밀리미터 규모의 소물체에 의한 중력이라도 성립할지 여부는 확인되지 않았다.이런 소물체가 일으키는 중력은 지구의 경우에 비해 1억배 정도나 약하고 중력을 검출하는 것 자체가 지극히 어려운 실험이다.
연구팀은 비틀림 저울이라고 불리는 장치와 화상 처리 기술을 조합한 독자적인 계측 장치를 개발하여 밀리미터에서 센티미터 규모의 소물체 사이의 중력의 검출과 그 물질에 의한 차이의 유무를 검증했다.표면 근접 거리는 최단으로 4.5mm에 육박하는 계측으로, 텅스텐의 소물체가 구리와 알루미늄이 다른 중력원에 대해 느끼는 중력장의 강도는, 몇% 정도의 오차의 범위 내에서 일치하는 것이 처음 분명해졌다.
현재 고감도화·고정밀화·소형화를 추진하고 있어 등가원리와 만유인력의 법칙을 더욱 엄격하게 테스트하고 있다.향후 근거리에서 등가원리를 깨는 새로운 중력이론의 징후나 잉여차원의 존재를 나타내는 만유인력의 법칙의 찢어짐 등이 발견될 가능성이 있다고 한다.
