news: Про скорость света в различных ИСО

Сообщение №8533 от Alexander 28 января 2002 г. 15:45
Тема: news: Про скорость света в различных ИСО

Группа ученых под руководством Ахима Петерса (Achim Peters) из лаборатории квантовой оптики университета г. Констанц (University of Konstanz [Germany]) в сотрудничестве с Дюссельдорфским университетом установили новые границы области применимости СТО. В некотором смысле была проведена наиболее точная и полная проверка теории, являющейся одним из столпов современной физики. Одним из основных постулатов специальной теории относительности является постоянство скорости света во всех инерциальных системах отсчета (ИСО). Наиболее известным экспериментом по проверке постоянства скорости света является опыт Майкельсона-Морли, в котором наблюдается интерференционная картина от двух когерентных лучей, достигших точки наблюдения различными путями. Такого рода проверки представляются очень перспективными с той точки зрения, что их результаты смогут дать толчок к разработке "всеобщей теории" или открытию квантовой гравитации (Braxmaier et al., Physical Review Letters, 7 January 2002).

Другого рода эксперименты, называемые опытами Кеннеди-Торндайка (КТ), заключаются в проверке независимости скорости света от скорости движения лаборатории. В них исследователь наблюдает за осцилляциями источника света при ускорении или замедлении источника относительно наблюдателя. Поскольку точность, получаемая сегодня в опыте Майкельсона-Морли существенно превосходит таковую для эксперимента Кеннеди-Торндайка, немецкие исследователи поставили себе задачу провести проверку СТО по методу КТ, повысив точность получаемых результатов, и подтвердить независимость величины c как от скорости, как и от направления движения лаборатории. Для этого ученые создали стоячую волну света в криогенном оптическом резонаторе (КОР), в котором достигается чрезвычайно высокая стабильность длины волны излучения. В течение 190 дней проводились прецизионные измерения частоты света в КОРе, после чего обработанные результаты измерений сравнивались с показаниями частоты эталонных атомных часов, где происходит излучательный переход между двумя хорошо изученными электронными состояниями в молекуле иода. За 190 дней Земля успевает пройти больше половины своей гелиоцентрической орбиты, в связи с чем скорость "лаборатории" изменяется на 60 км/с (с учетом суточного вращения планеты - примерно 30 км/с).

Было установлено, что в КОРе из сапфира, обладающего при температуре 4 К очень малым коэффициентом теплового расширения, т.е. с высокой степенью точности сохраняющего свою форму, не происходило расстройки частоты излучения в стоячей волне и собственной частоты резонатора. Таким образом было достигнуто трехкратное повышение точности КТ-эксперимента. Ранее исследователи могли рассчитывать лишь на несколько дней стабильной работы установки без расстройки частоты, т.е. на относительно малые изменения скорости лаборатории. Как утверждается в работе немецких ученых, точность эксперимента была ограничена стабильностью хода йодных атомных часов. При использовании недавно разработанных оптических часов, точность которых в семь раз выше, ожидается, что точность эксперимента должна повыситься на два порядка.

16.01.2002 22:55 | Phys.Web.Ru, А.П.Крашенинников, И.А.Дурманова

Источники:
Physics News Update #571, 2 января 2002.
Physics Web, 8 января 2002

Уточнение области применимости СТО


Отклики на это сообщение:

Неоднократно наблюдалось гамма-излучение, идущее от удаленных источников и возникшее в результате т.н. гамма-вспышек - видимо, после взрывов каких-то объектов. При этом излучение идет к нам как от ближайшей стороны расширяющегося объекта, так и от его удаляющейся стороны. Если бы скорость света зависела от скорости источника, то после длительного внегалактического движения гамма-излучение достигло бы Земли в виде протяженного во времени импульса.

Из наблюдаемой четкости узких приходящих импульсов гамма-излучения Kenneth Brecher (Бостонский Университет) пришел к выводу, что скорость света не зависит от скорости источника света с точностью 10-20. Тем самым улучшена точность одного из постулатов специальной теории относительности.

На проходившей недавно сессии Американского физического общества Brecher настаивал, что скорость света c - более фундаментальное понятие, чем просто скорость движения света, т.к. она тесно связана с природой пространства и времени. Поэтому Brecher предложил по аналогии с постоянной Планка называть c "константой Эйнштейна".

Научная сеть, 17.12.2001 20:10

(по материалам The American Institute of Physics Bulletin of Physics News Number 484 May 11, 2000).

Независимость скорости света от скорости источника


> Из наблюдаемой четкости узких приходящих импульсов гамма-излучения Kenneth Brecher (Бостонский Университет) пришел к выводу, что скорость света не зависит от скорости источника света с точностью 10-20. Тем самым улучшена точность одного из постулатов специальной теории относительности.

Вот так новость. Еще задолго до Эйнштейна никто не сомневался, что уж по крайней мере от скорости источника скорость света никак не зависит.

Да и как она может от нее зависеть, если законы распространения электромагнитного импульса существуют независимо ни от каких источников и приемников?

Это не только к свету относится. Например, скорость звуковой волны может зависить от разных характеристик среды распространения, но никак не от скорости источника.


Тут вы неправы, что никто не сомневался.

Например, источник покоится - все нормально.
Источник начинает двигаться к наблюдателю с околосветовой скоростью, излучая ту же длину волны (в своей системе отсчета).
Вопрос: за счет укорочения длины волны в системе отсчета наблюдателя следует ли ожидать запаздывания прихода от него сигнала, с той точки зрения, что высокоэнергичные гамма-кванты рождают виртуальные пары электрон-позитрон (поляризация вакуума).

Посомневайтесь и вы.


Может статься, что источник, испустивший волну, давно прекратил свое существование и о нем все забыли.

Волна распространяется по своим собственным законам, а не по законам источника. Если это ЭМИ, то это уравнения Максвелла, если волна на поверхности воды - уравнения гидродинамики, если акустическая волна - законы деформации среды.

Скорость распространения волны определяется именно этими законами и ничем иным.

А посомневаться, конечно, можно во всем: и в таблице умножения и в принципах логики. Только вот отвергать сходу не следует - лучше подумать, от чего в связи с этим придется отказаться.


Согласен, мое утверждение сомнительно, отказываться от приобретенного уже знания не стоит.
Но, вакуум не просто пустота, где разрешенная скорость для ЭМИ равна с, а среда, где эти ЭМИ распрастраняются. Среда, у которой свои дисперсионные законы. Из которых найденный на опыте описываются СТО.
Предлагаю еще посомневаться.
Аналогия с логикой и арифметикой имела бы место, при условии, что эти понятия были бы объектом познания, а не его инструментом.


> Но, вакуум не просто пустота, где разрешенная скорость для ЭМИ равна с, а среда, где эти ЭМИ распрастраняются. Среда, у которой свои дисперсионные законы. Из которых найденный на опыте описываются СТО.
> Предлагаю еще посомневаться.

Основания для сомнения есть. Например, из корпускулярной теории света, предложенной в свое время Ньютоном, следует, что скорость "корпускул" прямо зависит от скорости источника. Почему в эпоху Максвелла от этого вдруг отказались?

Очевидно, что законы движения "корпускулы" (= законы Ньютоновской механики) предполагают наличие внутренней сохраняемой характиристики, под названием импульс. Значение этой характеристики сохраняет "память" о том, какая скорость была придана "корпускуле" источником.

Законы же электродинамики (= уравнения Максвелла) такой внутренней характеристики ЭМИ не содержат. С их точки зрения свет полностью описывается векторами электрического и магнитного полей. Добавление дополнительных "скрытых" характеристик сделает описание поля избыточным. Кроме того, такое добавление могло бы иметь смысл только в том случае, если эти "скрытые" характеристики имеют реальное физическое проявление в сфере электромагнитных явлений. Например, если явление электромагнитной индукции выглядит иначе, чем описывает соответствующий закон.

К СТО это все имеет отношение только в историческом аспекте. Предмет СТО - не свойства ЭМИ, а свойства пространства-времени.

> Аналогия с логикой и арифметикой имела бы место, при условии, что эти понятия были бы объектом познания, а не его инструментом.

Ну, физические теории - это тоже только инструменты познания. Объектами физических исследований являются конкретные физические системы, которые изначально присущих им законов не содержат. Например: стакан с водой является физическим объектом. В нем содержится жидкость, а не уравнения гидродинамики.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама: Joomla Plugins смотрите на webspidersolution.com.
Rambler's Top100