Πείραμα Hughes–Drever
αγγλικά : Hughes–Drever experiment
γαλλικά :
γερμανικά :
Τα πειράματα Hughes-Drever (επίσης σύγκριση ρολογιών-, ανισοτροπία ρολογιού-, ισοτροπία μάζας- ή πειράματα ενεργειακής ισοτροπίας) είναι φασματοσκοπικές δοκιμές της ισοτροπίας μάζας και χώρου. Αν και αρχικά σχεδιάστηκε ως δοκιμή της αρχής του Mach, θεωρείται πλέον ότι είναι ένα σημαντικό τεστ της αναλλοίωτης Lorentz. Όπως και στα πειράματα Michelson – Morley, μπορεί να ελεγχθεί η ύπαρξη ενός προτιμώμενου πλαισίου αναφοράς ή άλλων αποκλίσεων από την αναλλοίωτη Lorentz, η οποία επηρεάζει επίσης την εγκυρότητα της αρχής της ισοδυναμίας. Έτσι, αυτά τα πειράματα αφορούν θεμελιώδεις πτυχές τόσο της ειδικής όσο και της γενικής σχετικότητας. Σε αντίθεση με τα πειράματα τύπου Michelson – Morley, τα πειράματα Hughes-Drever ελέγχουν την ισοτροπία των αλληλεπιδράσεων της ίδιας της ύλης, δηλαδή των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων. Η ακρίβεια που επιτυγχάνεται καθιστά αυτό το είδος πειράματος μία από τις πιο ακριβείς επιβεβαιώσεις σχετικότητας (βλέπε επίσης Δοκιμές ειδικής σχετικότητας). [A 1] [A 2] [A 3] [A 4] [A 5] [A 6]
Ο Giuseppe Cocconi και ο Edwin Ernest Salpeter (1958) θεωρούσαν ότι η αδράνεια εξαρτάται από τις γύρω μάζες σύμφωνα με την αρχή του Mach. Η μη ομοιόμορφη κατανομή της ύλης θα οδηγούσε σε ανισοτροπία αδράνειας σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Τα ευρετικά επιχειρήματα τους οδήγησαν να πιστέψουν ότι οποιαδήποτε αδρανειακή ανισοτροπία, αν υπήρχε, θα κυριαρχούσε από μαζικές συνεισφορές από το κέντρο του γαλαξία μας. Υποστήριξαν ότι αυτή η ανισοτροπία μπορεί να παρατηρηθεί με δύο τρόπους: Μέτρηση της διάσπασης Zeeman σε άτομο, [1] ή μέτρηση της διάσπασης Zeeman στη διεγερμένη πυρηνική κατάσταση των 57 Fe χρησιμοποιώντας το φαινόμενο Mössbauer. [2]
Οι Vernon W. Hughes et al. (1960) [3] και Ronald Drever (1961) [4] ανεξάρτητα διεξήγαγαν παρόμοια φασματοσκοπικά πειράματα για να δοκιμάσουν την αρχή του Mach. Ωστόσο, δεν χρησιμοποίησαν το φαινόμενο Mössbauer, αλλά πραγματοποίησαν μετρήσεις μαγνητικού συντονισμού του πυρήνα του λιθίου-7, του οποίου η θεμελιώδης κατάσταση έχει σπιν 3⁄2. Η θεμελιώδης κατάσταση το χωρίζεται σε τέσσερα επίπεδα μαγνητικής ενέργειας ισοδύναμης απόστασης όταν μετριέται σε μαγνητικό πεδίο σύμφωνα με τον επιτρεπόμενο μαγνητικό κβαντικό αριθμό. Οι κυματοσυναρτήτσεις του πυρήνα για τα διαφορετικά επίπεδα ενέργειας έχουν διαφορετικές χωρικές κατανομές σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο, και επομένως έχουν διαφορετικές κατευθυντικές ιδιότητες. Εάν ικανοποιείται η ισοτροπία μάζας, κάθε μετάβαση μεταξύ ενός ζεύγους γειτονικών επιπέδων θα πρέπει να εκπέμπει ένα φωτόνιο ίσης συχνότητας, με αποτέλεσμα μια μοναδική, αιχμηρή φασματική γραμμή. Από την άλλη πλευρά, εάν η αδράνεια έχει κατευθυντική εξάρτηση, θα πρέπει να παρατηρηθεί μια τριπλή ή διευρυμένη γραμμή συντονισμού. Κατά τη διάρκεια της 24ωρης πορείας της έκδοσης του πειράματος του Drever, η Γη γύρισε και ο άξονας μαγνητικού πεδίου σάρωσε διάφορα τμήματα του ουρανού. Ο Drever έδωσε ιδιαίτερη προσοχή στη συμπεριφορά της φασματικής γραμμής καθώς το μαγνητικό πεδίο διέσχισε το κέντρο του γαλαξία. [A 7] Ούτε ο Hughes ούτε ο Drever παρατήρησαν οποιαδήποτε μετατόπιση συχνότητας των επιπέδων ενέργειας και λόγω της υψηλής ακρίβειας των πειραμάτων τους, η μέγιστη η ανισοτροπία θα μπορούσε να περιοριστεί στα 0,04 Hz = 10−25 GeV.
Όσον αφορά τις συνέπειες του μηδενικού αποτελέσματος για την αρχή του Mach, αποδείχθηκε από τον Robert H. Dicke (1961) ότι συμφωνεί με αυτήν την αρχή, αρκεί η χωρική ανισοτροπία να είναι η ίδια για όλα τα σωματίδια. Έτσι, το μηδενικό αποτέλεσμα δείχνει μάλλον ότι τα αδρανειακά ανισοτροπικά αποτελέσματα είναι, εάν υπάρχουν, καθολικά για όλα τα σωματίδια και τοπικά μη παρατηρήσιμα. [5] [6]
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
