Navigation




Проверка двух постулатов Эйнштейна

2013-05-15, Естествознание , Дмитрий Белабенко

,

Статья Проверка двух постулатов Эйнштейна перенесена на страницу социальной сети VK по адресу Статья Проверка двух постулатов Эйнштейна. Перенос осуществлен в связи с прекращением действия сайта в скором будущем.

Переведенная статья [1]. Некоторые имена, фамилии и названия работ в ней указаны на иностранных языках.

1. Законы, согласно которым состояния физических систем подвергаются изменению, неизменны, происходят ли эти изменения состояния, упомянутые выше, в одной системе координат или в двух разных с равномерным поступательным движением.

2. Любой луч света, движется в "неподвижной" системе координат с фиксированной скоростью c, испущен ли был луч покоящимся или движущимся телом.

—Einstein, Ann. d. Physik 17 (1905); translated by Perrett and Jeffery; reprinted in: Einstein, Lorentz, Weyl, Minkowski, The Principle of Relativity {Принцип относительности}, Dover 1952.

"Неподвижность" была определена в первом параграфе этой статьи:

Позвольте нам брать систему координат, в которой уравнения механики Ньютона остаются справедливыми. Уместно представить наше изложение более точно и различать эту систему координат на словах от других, которые будут введены здесь позже, мы называем ее “неподвижной системой”.

- Там же.

Ясно, что слово "неподвижный" используется просто как метка, и не подразумевает "абсолютных" аспектов вообще.

Проверка изотропии скорости света по замкнутому пути.

Скорость света, как говорят, является изотропной, если она имеет одинаковое значение, когда измерение производится в произвольном направлении.

Эксперимент Майкельсона-Морли (ЭMM)

Эксперимент Майкельсона-Морли (ЭMM) был предназначен для измерения скорости Земли относительно “светопроводящего эфира”, который, как в то время предполагали, переносил электромагнитные явления. Неудача этого и других ранних экспериментов по фактическому наблюдению движения Земли через эфир стала существенным моментом в продвижении принятия специальной теорию относительности Эйнштейна, поскольку было оценено по достоинству с самого начала, что концепция Эйнштейна (через симметрию) обладала более изящным и рассчитанным предположением, чем другие подходы (например, такие как Максвелл, Герц, Стокс, Френель, Лоренц, Ритц и Абрахам).

Следующая таблица взята из R.S. Shankland et al., Rev. Mod. Phys. 27 no. 2, pg 167–178 (1955), которая содержит ссылки на каждый эксперимент (разрешающая способность и предел скорости эфира из оригинальных источников). Ожидаемое смещение полосы, которое предполагалась для твердого эфира в покое относительно Солнца и орбитальной скорости Земли (~30 км/с).

A.A. Michelson and E.W. Morley, “On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether”, Am. J. Sci. (3rd series) 34 333–345 (1887) {Об относительном движении Земли и светопроводящего Эфира}. http://www.aip.org/history/gap/PDF/michelson.pdf.

Это классический труд, описывающий известный эксперимент. Вопреки популярному мифу его результат не является фактически "нулевым" – по их словам “относительная скорость Земли, и эфир, вероятно меньше чем одна шестая орбитальной скорости Земли, и конечно меньше чем сама скорость”. В то время как некоторые люди утверждают, что видели "сигнал" на своих диаграммах, элементарный анализ ошибки показывает, что это статистически не существенно (смотрите Приложение I arXiv:physics/0608238 {http://www.arxiv.org/abs/physics/0608238}). Таким образом, этот эксперимент, конечно, совместим с СТО.

Shankland, “Michelson-Morley Experiment” [Эксперимент Майкельсона-Морли], American Journal of Physics 1964, pg 16.

Это общая обзорная статья.

G. Joos, Ann. Phys. 7 385 (1930).

Превосходное повторении ЭММ, в вакууме.

K.K. Illingworth, Phys. Rev. 30 (1927), pg 692.

Использовалась улучшенная техника с мелким шагом в одном зеркале, чтобы получить значительное улучшение разрешающей способности.

Shamir and Fox, N. Cim. 62B no. 2 (1969), pg 258.

Повторение ЭMM с оптическими путями в люците (n = 1.49), и оптикой, основанной на лазере, с чувствительностью ~0.00003 интерференционной полосы. Они сообщают о нулевом результате с верхним пределом скорости эфира 6.64 км/с.

Смотрите также: Бриллет и Холл.

Эксперимент Кеннеди и Торндайка.

R.J. Kennedy and E.M. Thorndike, “Experimental Establishment of the Relativity of Time” [Экспериментальное установление относительности времени], Phys. Rev. 42 400–418 (1932).

Использовался интерферометр, подобный Майкельсоновскому, за исключением того, что его плечи имеют различную длину, и не под прямым углом друг к другу. Они использовали превосходную технику для поддержания температуры устройства постоянной с точностью 0.0010С, которая давала достаточную стабильность, чтобы позволить проводить наблюдение в течение нескольких сезонов. Они также использовали фотографии интерференционных полос (вместо того, чтобы наблюдать их в режиме реального времени, как в большинстве других экспериментов с интерферометром). Их аппарат был зафиксирован на Земле и мог только вращаться относительно нее. Их нулевой результат совместим с СТО.

Muller and Soffel, “A Kennedy-Thorndike experiment using LLR data” [Эксперимент Кеннеди-Торндайка с использованием данных логарифмического отношения правдоподобия], Phys. Lett. A 198, p71 (1995).

Используя данные лазерного определения расстояния до Луны, они определили предел Лоренца нарушающий границы в экспериментальной теории Мансори и Секселя только с погрешностью приблизительно в два или более раз хуже, чем современная лазерная техника в лаборатории.

Смотрите также: Хилс и Холл.

Современные эксперименты с лазерами/мазерами на изотропию скорости света

Cedarholm, Havens, and Townes, Phys. Rev. Lett. 1(1958), pg 342.

Они использовали два мазера на пучке молекул аммиака в обе стороны, чтобы установить предел в 30 м/с на “дрейф эфира”.

T.S. Jaseja, A. Javan, J. Murray and C.H. Townes, “Test of Special Relativity or of the Isotropy of Space by Use of Infrared Masers” [Экспериментальное подтверждение специальной теории относительности или изотропии космоса с использованием инфракрасных мазеров], Phys. Rev. 133A 1221–1225 (1964)

Они установили два гелий-неоновых микроволновых мазера перпендикулярно на амортизированном столе и наблюдали частоту удара между ними, в то время как стол вращался. Они устанавли предел 30 м/с для анизотропии.

A. Brillet and J.L. Hall, “Improved Laser Test of the Isotropy of Space” [Улучшенный лазерный эксперимент по определению изотропии космоса], Phys. Rev. Lett. 42 549–552 (1979).

Это один из самых точных допусков по определению анизотропии скорости света по замкнутой траектории в лаборатории. Они сравнили частоту биения между одномодовым лазером на вращающемся столе и одномодовым лазером зафиксированным на Земле, чтобы получить допуск на анизотропию равный 3 частям к 1015. Благодаря постройке их вращающегося лазера, его можно было также интерпретировать как допуск на анизотропию космоса. Этот эксперимент по замкнутой траектории, потому что в нем использовался линейный эталон Фабри-Перо, чтобы определить частоту вращающегося лазера. Заметьте, что их допуск на анизотропию по замкнутой траектории соответствует скорости по замкнутой траектории меньше чем 0.000001 м/с (!); в рамках более применимой односторонней анизотропии это 30 м/с.

Их остаточный сигнал в 17 Гц (из ~1015 Гц) был описан как "неизвестный"; он был установлен относительно их лаборатории и поэтому не мог иметь космического происхождения. A. Бриллет неофициально указал, что это происходит, наиболее вероятно, из-за оси вращения, которая отклонена относительно вертикального положения на несколько микрорадиан.

Hils and Hall, Phys. Rev. Lett. 64 (1990), pg 1697.

Эксперимент подобен опыту Брилета и Холла (смотрите выше), но лазеры фиксированы относительно Земле более стабильно. Никаких отклонений не было найдено на уровне 2x10-13. Поскольку они проводили наблюдения более года, это не просто допуск анизотропии, но также и допуск на изменения в различных инерционных системах. Опыт Бриллета и Холла соответствуют приблизительно эксперименту Майкельсона-Морли (никаких изменений скорости света по замкнутой траектории в различных направлениях, со шкалой времени в минутах или секундах); Опыт Хилса и Холла соответствуют приблизительно эксперименту Кеннеди-Торндайка (никаких изменений скорости света по замкнутой траектории в различных направлениях или для различных инерциальных систем координат, занимаемых Землей в течение приблизительно одного года).

Antonini, P., Okhapkin, M., Goklu, E., and Schiller, S., “Test of constancy of speed of light with rotating cryogenic optical resonators” [Эксперимент по определению постоянства скорости света с вращающимися криогенными оптическими резонаторами], Phys. Rev. A 71, 050101(R) (2005). arXiv:gr-qc/0504109 {http://arxiv.org/abs/gr-qc/0504109}.

Прокомментированный Tobar et al., Phys. Rev. A72, 066101 (2005). Reply by the authors Phys. Rev. A72, 066102 (2005).

Herrmann et al., “Test of the Isotropy of the Speed of light using a Continuously Rotating Optical Resonator” [Эксперимент по определению изотропии скорости света, с использованием непрерывно вращающегося оптического резонатора], Phys. Rev. Lett. 95, 150401 (2005) arXiv:physics/0508097 {http://arxiv.org/abs/physics/0508097}.

Улучшенный допуск на уровне нескольких 10-16 единиц.

Mueller et al., “Modern Michelson-Morley Experiment using Cryogenic Optical Resonators” [Современный эксперимент Майкельсона-Морли с применением криогенного оптического резонатора], Phys. Rev. Lett. 91, no. 2, 020401 (2003).

Анизотропия скорости света менее (2.6±1.7)x10-15.

Chen et al., “Experimental Test of the Isotropy of Two-way Light Speed” [Экспериментальный тест изотропии скорости света в двух направлениях], A.S.N.U. Peking, 33, no. 5, pg 595 (1997).

Эксперимент, подобный опыту Бриллета и Холла, с допуском 1x10-18 для анизотропии скорости света.

Другие Эксперименты

Trimmer et al., Phys. Rev. D8, pg 3321 (1973); Phys. Rev. D9 pg 2489 (1974).

Треугольный интерферометр с одним стеклянным катетом. Они установили верхний допуск для анизотропии 0.025 м/с. Это примерно одна миллионная орбитальной скорости Земли и приблизительно 1/10,000 ее скорости вращения.

Riis et al., Phys. Rev. Lett. 60, pg 81 (1988).

В этом новом эксперименте использовался двухквантовый переход в неоновом атомном излучателе, чтобы установить верхний допуск для анизотропии 0.3 м/с.

Wolf and Petit, “Satellite test of special relativity using the global positioning system” [Спутниковый эксперимент по специальной теории относительности с использованием системы глобального позиционирования], Phys. Rev. A 56, p4405 (1997).

Используя спутники GPS, чтобы проверить на анизотропию скорость света, они определили δc/c <5x10-9. Silvertooth, J. O. S. A. 62 (1972), pg 1330.

Этот инновационный эксперимент использует интерферометр с удваивающими частоту кристаллами, таким образом основные интерференционные полосы образуются благодаря сигналам, идущим со всех сторон по кругу, но интерференционные полосы с удвоенной частотой образуются благодаря сигналам, идущим только с половины круга (сходящихся с противоположных направлений датчика). Его нулевой результат совместим с СТО.

Односторонний эксперимент изотропии скорости света

Отметьте, что, в то время как эти эксперименты ясно используют односторонний путь света и определяют изотропию, они неотъемлемо неспособны исключить большой класс теорий, в которых односторонняя скорость света является анизотропной. Эти теории разделяют свойство, что скорость света по замкнутой траектории является изотропной в любой инерционной системе отсчета, но односторонняя скорость является изотропной только в системе отсчета, связанной с эфиром. Во всех этих теориях эффекты медленного перемещения часов в точности компенсируют эффекты анизотропной односторонней скорости света (в любой инерционной системе отсчета), и все экспериментально неразличимы от СТО. Все эти теории предсказывают нулевые результаты для этих экспериментов. Смотрите экспериментальные теории выше, особенно Жанга (где эти теории называют “структурами Эдвардса”).

Cialdea, Lett. Nuovo Cimento 4 (1972), pg 821.

Использовалось два многорежимных лазера, установленных на вращающемся столе, чтобы наблюдать за изменением их интерференционной картины при вращении стола. Установлен верхний допуск на одностороннюю анизотропию 0.9 м/с.

Krisher et al., Phys. Rev. D, 42, No. 2, pg 731–734, (1990).

Использовались два водородных мазера, зафиксированных на Земле и разделенных 21-километровой связью оптического волокна, чтобы наблюдать за изменениями фазы между ними. Они установили верхний допуск для односторонней линейной анизотропии в 100 м/с.

Champeny et al., Phys. Lett. 7 (1963), pg 241.

Champeney, Isaak and Khan, Proc. Physical Soc. 85, pg 583 (1965).

Isaak et al., Phys. Bull. 21 (1970), pg 255.

Использовал вращающийся поглотитель Месбауэра и неподвижный датчик, установил верхний допуск односторонней анизотропии 3 м/с.

Turner and Hill, Phys. Rev. 134 (1964), B252.

Использовался вращающийся источник и неподвижный датчик Месбауэра, установлен верхний допуск односторонней анизотропии 10 м/с.

Gagnon, Torr, Kolen, and Chang, Phys. Rev. A38 no. 4 (1988), pg 1767.

Эксперимент световодной волны на изотропию. Их нулевой результат совместим с СТО.

T.W. Cole, “Astronomical Tests for the Presence of an Ether” [Астрономические эксперименты на присутствие эфира], Mon. Not. R. Astr. Soc. (1976), 175 93P-96P.

Описываются некоторые эксперименты с интерферометром со сверхдлинной базой, чувствительным к эффектам эфира первого порядка. Никакого эфира не обнаружено, с чувствительностью 70 м/с.

Ragulsky, “Determination of light velocity dependence on direction of propagation” [Определение скорости света в зависимости от направления распространения], Phys. Lett. A, 235 (1997), pg 125.

"Односторонний" тест, который двунаправлен с исходящим лучом в стекле и возвращающемся лучом в воздухе. Интерферометр благодаря конструкции особенно жестко размещался напротив механических возмущений, и поддавался управлению температурой. Допуск на анизотропию скорости света составил 0.13 м/с.

Эксперименты со скоростью света от движущихся источников

Если у света, испускаемого источником, двигающимся со скоростью v к наблюдателю, его скорость равна c+kv в системе отсчета наблюдателя, то эти эксперименты устанавливают допуск на k. Многие, но не все из этих экспериментов, подлежат критике из-за экстинкции света (оптического исчезновения).

Эксперименты с использованием космических источников

Comstock, Phys. Rev. 10 (1910), pg 267.

DeSitter, Koninklijke Akademie van Wetenschappen, vol 15, part 2, pg 1297–1298 (1913).

DeSitter, Koninklijke Akademie van Wetenschappen, vol 16, part 1, pg 395–396 (1913).

DeSitter, Physik. Zeitschr. 14, 429, (1913) http://www.datasync.com/~rsf1/desitter.htm.

DeSitter, Physik. Zeitschr. 14, 1267, (1913) http://www.datasync.com/~rsf1/desitter.htm.

Zurhellen, Astr. Nachr. 198 (1914), pg 1.

Наблюдение за двойными звездами k<10-6. Все эти эксперименты являются предметом критики из-за экстинкции света.

K. Brecher, “Is the Speed of Light Independent of the Velocity of the Source?” [Является ли скорость света независимой от скорости источника], Phys. Rev. Lett. 39 1051–1054, 1236(E) (1977).

Использованы наблюдения за двойными пульсарами, установлен допуск на скорость источника в зависимости от скорости света k<2x10-9. Экстинкция света не является здесь проблемой, потому что у используемых высокоэнергетических рентгеновских лучей экстинкционная длина значительно длиннее, чем расстояние до источников.

Heckmann, Ann. d. Astrophys. 23 (1960), pg 410.

Дифференциальная аберрация, галактик в сравнении со звездами. Этот эксперимент является подлежащим критике из-за экстинкции света.

Наблюдения за сверхновыми звездами

Взрыв сверхновой звезды выбрасывает осколки во всех направлениях со скоростями 10 000 км/с или более (известно по доплеровскому расширению по спектральным линиям). Если бы скорость света зависела от скорости источника, то его прибытие на Землю было бы разбросано во времени из-за разброса скоростей источников. Такой разброс по времени не наблюдается, и наблюдения за отдаленными сверхновыми дают k<5x10-9. Эти наблюдения могли быть подлежащими критике из-за экстинкции света, но некоторые наблюдения относятся к сверхзвездам расположенным значительно ближе, чем энкстинкционная длина для используемых длинноволновых рентгеновских лучей.

Эксперименты с использованием Земных источников

Alvaeger F.J.M. Farley, J. Kjellman and I Wallin, Physics Letters 12, 260 (1964).

Arkiv foer Fysik, Vol 31, pg 145 (1965).

Измерение скорости гамма лучей от распада быстрых π0 (~0.99975c), чтобы получить для скорости света разрешающую способность в 400 частей на миллион. Экстинкция света не является проблемой для таких высокоэнергетических гамма лучей. Скорость π0 не измерена, но, как предполагается, подобна измеренному значению для π+ и π-.

Sadeh, Phys. Rev. Lett. 10 no. 7 (1963), pg 271.

Измерение скорости гамма лучей, испускаемых при аннигиляции e+ и e- (с центром массы v/c ~0.5), чтобы скорость света находилась в пределах 10 %.

Этот эксперимент критиковался в Lo Savio, Phys. Lett. A, 1988, Vol 133, pg 176. Безусловно верно, что в момент аннигиляции e+ не должен перемещаться в том же самом направлении, которое он имел первоначально, или иметь ту же самую скорость (большинство аннигиляций происходит при очень низкой энергии, так как позитрон останавливается). Этот эксперимент, в лучшем случае, неубедительный.

Babcock and Bergmann, Journal Opt. Soc. Amer. Vol. 54, pg 147 (1964).

Повторение эксперимента Кантора в вакууме не показывает существенного изменения скорости света под влиянием движущихся стеклянных пластин. Экстинкция света не является проблемой. k<0.02.

Filipas and Fox, Phys. Rev. 135 no. 4B (1964), pg B1071.

Измерение скорости гамма лучей от распада быстрых π0 (~0.2c) в специально разработанном эксперименте, чтобы избежать эффектов экстинкции. Их результаты находятся в полном разногласии с предположением c+v, и совместимы с СТО k<0.5 с уровнем уверенности 99.9 %.

Beckmann and Mandics, “Test of the Constancy of the Velocity of Electromagnetic Radiation in High Vacuum” [Эксперимент по определению постоянства скорости электромагнитной радиации в высоком вакууме], Radio Science, 69D, no. 4, pg 623 (1965).

Прямой эксперимент с когерентным светом, отраженным от движущегося зеркала, был выполнен в вакууме с давлением меньше 10-6 торр. Его результат совместим с постоянной скоростью света. Этот эксперимент известен, потому что Бикман был постоянным критиком СТО. Оптическая экстинкция не является проблемой.

Operation of FLASH, a free-electron laser, http://vuv-fel.desy.de/.

Свободно-электронный лазер производит высоко коллимированные рентгеновские лучи, параллельные релятивистскому электронному лучу, который является их источником. Если область, которая производит рентгеновские лучи, L метров длиной, и скорость света, испускаемого движущимися электронами, определяется c+kv (здесь v, по существу c), то в конце нисходящего потока той области минимальная длительность импульса - k(L/c)/(1+k), потому что свет, испускаемый вначале, прибывает прежде, чем свет испущенный в конце нисходящего потока. Для ВСПЫШКИ L=30 метров, v=0.9999997c (700 MeV), и наблюдаемая длительность импульса рентгеновских лучей столь же коротка как 25 фс. Определенный верхний допуск k 2.5x10-7. Оптическая экстинкция не присутствует, поскольку весь процесс происходит в очень высоком вакууме.

Измерение скорости света и других его пределов

В 1983 международный стандарт для метра был пересмотрен в терминах определения секунды и определенного значения для скорости света. Определенное значение было выбрано, чтобы быть настолько возможно совместимой с более ранними метрологическими определениями метра и секунды. С тех пор невозможно измерить скорость света, используя текущие метрологические стандарты, но можно все еще измерить любую анизотропию его скорости, или использовать более раннее определение метра в случае необходимости.

Mulligan, Am. J. Phys. 44 no. 10 (1976), pg 960.

Сообщение об измерении Национального Бюро Стандартов США.

Rowley et al., Opt. and Quantum Elect. 8 (1976), pg 1.

Обзорная статья об установлении измерений точности частоты и длины волны, которые стали основанием для установления значения скорости света в 1973 году. Это самая лучшая единственная ссылка по этой теме.

Woods et al., Appl. Optics 17 (1978), pg 1048; Rowley, Opt. Comm. 34 (1980), pg 429.

Baird and Whitford, Opt. Comm. 31 (1979), pg 363, pg 367.

Измеренная скорость света равна 299792458.8±0.2 м/с, с погрешностью 1.2 метра из-за использования стандарта метра реализованного на Криптоне. Факт, что криптоновый стандарт для метра стал пределом точности, был главной причиной для переопределения метра в 1983 году в терминах определяющих скорость света и секунды.

Goldman, J. O. S. A. 70 (1980), 1640.

Обсуждение трех предложений о новом определении метра (до 1983).

Jennings et al., J. Res. N.B.S. 92 (1982), pg 11.

Обзор методов, для связывания скорости света с метром, и результаты для дальнейших измерений, проверяющих определении скорости света 1973-ого года приводящие к принятию нового стандарта метра в 1983-ем году в терминах определения скорости света и секунды.

Giacomo, “The New Definition of the Meter” [Новое определение метра], Am. J. Phys. 52 no. 7 (1984), pg 607.

Обзор прошлых определений метра с акцентом на рекомендации, которые руководили выбором нового определения в 1983 году в терминах определения секунды и скорости света.

Petley, “New Definition of the Metre” [Новое определение метра], Nature 303 (1983), pg 373.

Обзорная статья, обсуждающая причины переопределения метра в 1983 году в терминах определения секунды и скорости света.

Bates, Am. J. Phys. 56 (1986), pg 682.

Bates, Am. J. Phys. 51 (1983), pg 1003.

Резюме об измерениях скорости света. Вторая работа описывает измерение скорости света, по средствам измерения частоты и длины волны, и описывает эксперимент лаборатории уровня колледжа.

Ограничения на изменение скорости в зависимости от частоты.

Essen and Froome, The Velocity of Light and Radio Waves [Скорость света и радиоволн] (1969).

Для частоты между 108 и 1015 Гц скорость света является постоянной в погрешностью 1 к 105.

Brown et al., Phys. Rev. Lett. 30 no. 16 (1973), pg 763.

Для видимого света и гамма волн с энергией 7 ГэВ скорость света отличается самое большее на 6 к 106. Скорость электронов с энергией 11 ГэВ в пределах 3 к 106 от скорости видимого света.

Florman, J. Res. N.B.S. 54 (1955), pg 355.

-

Schaefer, Phys. Rev. Lett. 82 no. 25 (1999), pg 4964.

Для фотонов с энергией 30 кэВ и 200 кэВ скорость свет также изменяется в пределах нескольких частей от 1021.

Ограничения на массу фотона.

Goldhaber and Nieto, “New Geomagnetic Limit on the Mass of the Photon” [Новое геомагнитное ограничение на массу фотона], Phys. Rev. Lett. 21 no. 8 (1968), pg 567.

Предел 2.3x10-15 eV/c2.

Goldhaber and Nieto, “Terrestrial and Extraterrestrial limits on the Photon Mass” [Земные и внеземные ограничения на массу фотона], Rev. Mod. Phys. 43 no. 3 (1971), pg 277.

Обзорная статья с обсуждением различных экспериментальных ограничений.

Davis et al., “Limit on the Photon Mass Deduced from Pioneer-10 Observations of Jupiter's magnetic Fields” [Ограничение на массу фотона, определенное Пионер-10 наблюдением за магнитными полями Юпитера], Phys. Rev. Lett. 35 no. 21 (1975), pg 1402.

Предел 6x10-16 eV/c2.

Lakes, “Experimental limits on the Photon Mass and Cosmic Magnetic Vector Potential” [Экспериментальное ограничение на массу фотона и векторный потенциал космического магнитного поля], Phys. Rev. Lett. 80 no. 9 (1998), pg 1826.

Экспериментальный подход с использованием тороидального баланса Кавендиша.

Luo et al., “New Experimental Limit on the Photon Rest Mass with a Rotating Torsion Balance” [Новый экспериментальный предел для массы покоя фотона с вращением крутильных весов], Phys. Rev. Lett, 90, no. 8, 081801 (2003).

Предел 1.2x10-51 г (6x10-19 eV/c2).

Смотрите также резюме данных о частице сгруппированных вместе в “Gauge and Higgs Bosons” [Бозоны Гаудж и Хиггса]. Так в июле 2007, их сообщение о пределе на массу фотона 6x10-17 eV/c2.

Экспериментальная проверка принципа относительности и инварианта Лоренцо

Первый постулат Эйнштейна, принцип относительности, в сущности устанавливает, что законы физики не изменяются для различных инерционных систем отсчета. Большинство, если не все, экспериментальные проверки его второго постулата (эксперименты по изотропии, рассмотренные выше) могут также быть помещены в этот раздел, как и те, что следуют дальше могут быть отнесены в раздел о изотропии.

Эксперимент Траутона-Нобеля.

F.T. Trouton, Trans. Royal Soc. Dublin, 76, pg 379 (1902).

Trouton and Noble, Phil. Trans. Royal Soc. London, A 202 (1903), pg 165.

Это классический эксперимент по обнаружению вращающего момента, образующегося на заряженном конденсаторе из-за его движения через эфир. Его нулевой результат не противоречит СТО.

Trouton and Rankine, “On the electrical resistance of moving matter” [Об электрическом сопротивлении движущейся материи], Proc. Royal Soc. London, 80, pg 420 (1908).

Измерение сопротивления катушки, установленной в лаборатории, для различных ориентаций относительно движения Земли. Нулевой результат не противоречит СТО.

Chase, Phys, Rev, 28, pg 378 (1926); 30 pg 516 (1927).

Установлен верхний предел для движения эфира 4 км/с.

Tomaschek, Ann. d Phys. 78 (1926), p743; 80 (1926), pg 509.

Томашек выполнил эксперимент Траутона-Нобеля на трех различных высотах. Все результаты не противоречат предсказаниям СТО

Другие эксперименты.

Coleman and Glashow, “Cosmic ray and Neutrino Tests of Special Relativity” [Космические лучи и эксперименты с нейтрино по специальной теории относительности], preprint arxiv:hep-ph/9703240 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/9703240}.

Простые наблюдения за существованием космических лучей приводят к чрезвычайно плотным пределам на не инвариантность Лоренцо. Это зависимые модели, и в зависимости от выбора модели и других предположений пределы установлены с точностью 5x10-23.

Coleman and Glashow, “High-Energy Tests of Lorentz Invariance” [Высокоэнергетические эксперименты инварианта Лоренцо], preprint arxiv:hep-ph/9812418 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/9812418}.

Развита более общая вызывающая возмущение структура.

Эксперименты изотропии пространства

Hughes et al., Phys. Rev. lett. 4 no. 1 (1960), pg 342.

Drever, Philosophical Mag. 6, 683.

Чрезвычайно точный эксперимент по поиску любой анизотропии в ядерном магнитном резонансе. Хьюджес установил верхнюю границу такой анизотропии 10-20.

Prestage et al., Physics Review Letters 54, 2387 (1985).

Lamoreaux et al., Physics Review Letters 57, 3125 (1986).

Chupp et al., Phys. Rev. Lett. 63, 1541 (1989).

Вариации эксперимента Хьюджеса-Древера.

Phillips, Phys. Rev. Lett. 59 no. 15 (1987), pg 1784.

Эксперимент с использованием криогенного крутильного маятника переносящего поперечные поляризованные магнитные волны. Никакая существенная анизотропия не наблюдалась.

Hou, L.-S., Ni, W.-T., and Li, Y.-C.M., “Test of Cosmic Spatial Isotropy for Polarized Electrons Using a Rotatable Torsion Balance” [Эксперимент по космической пространственной изотропии для поляризованных электронов с применением вращающихся крутильных весов], Phys. Rev. Lett., 90, 201101, (2003).

-

Heckel et al., Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 021603. arXiv:hep-ph/0606218 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/0606218}

Использовался очень точный крутильный маятник с чистым вращением, но нулевым намагничиванием.

Смотрите также опыт Бриллета и Холла.

Недавние опыты с высокой разрешающей способностью с использованием объемных резонаторов.

Muller, H., “Testing Lorentz invariance by use of vacuum and matter filled cavity resonators” [Проверка постоянства Лоренцо при помощи вакуума и среды заполняющей объемный резонатор], (2004). arXiv:hep-ph/0412385 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/0412385}.

Общий обзор

Braxmaier, C., Muller, H., Pradl, O., Mlynek, J., Peters, A., and Schiller, S., “Tests of Relativity Using a Cryogenic Optical Resonator” [Опыты по проверке теории относительности с применением криогенного оптического резонатора], Phys. Rev. Lett., 88, 010401, (2002).

-

Muller, H., Herrmann, S., Saenz, A., Peters, A., and Lammerzahl, C., “Optical cavity tests of Lorentz invariance for the electron” [Опыты с оптическими резонаторами по проверке инварианта Лоренца для электрона], Phys. Rev. D, 68, 116006-1-17, (2003). arXiv:hep-ph/0401016 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/0401016}.

Muller, H., Braxmaier, C., Hermann, S., Peters, A., and Lammerzahl, C., “Electromagnetic cavities and Lorentz invariance violation” [Электромагнитные резонаторы и нарушение инварианта Лоренца], Phys. Rev. D67, 056006 (2003).

-

Wolf, P., Bize, S., Clairon, A., Santarelli, G., Tobar, M.E., and Luiten, A.N., “Improved test of Lorentz invariance in electrodynamics” [Усовершенствованный опыт по проверке инварианта Лоренца в электродинамике], Phys. Rev. D, 70, 051902-1-4, (2004). arxiv:hep-ph/0407232 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/0407232}.

Wolf et al., “Tests of Lorentz Invariance using a Microwave Resonator” [Опыты по проверке инварианта Лоренца с использованием микроволнового резонатора], Phys. Rev. Lett., 90, no. 6, 060402 (2003).

-

Lipa, J.A., Nissen, J.A., Wang, S., Stricker, D.A., and Avaloff, D., “A New Limit on Signals of Lorentz Violation in Electrodynamics” [Новое ограничение на сигнал Лоренца нарушено для электродинамики], Phys. Rev. Lett., 90, 060403, (2003). arXiv:physics/0302093 {http://arxiv.org/abs/physics/0302093}.

Сверхпроводимость цилиндрических резонаторов, ориентированных вертикально и с востока на запад. Анизотропия не обнаружена с точностью 1 к 1013.

Stanwix, P.L., Tobar, M.E., Wolf, P., Susli, M., Locke, C.R., Ivanov, E.N., Winterflood, J., and van Kann, F., “Test of Lorentz Invariance in Electrodynamics Using Rotating Cryogenic Sapphire Microwave Oscillators” [Опыты по подтверждению инварианта Лоренца в электродинамике с использованием вращающегося криогенного сапфирового микроволнового осцилятора], Phys. Rev. Lett., 95, 040404, (2005). arXiv:hep-ph/0506074 {http://arxiv.org/abs/hep-ph/0506074}.

-

Основание СТО. Введение
Ранние эксперименты СТО (до 1905 г.)
Проверка двух постулатов Эйнштейна
Растяжение времени. Поперечный эффект Допплера
Парадокс близнецов
Эксперименты по релятивистской кинематике
Эксперименты по сокращению длины
Теорема Людерса-Паули и инвариант Лоренца
Другие эксперименты СТО и ОТО

1. Экспериментальное основание специальной теории относительности

Другие статьи на подобные темы:
Семь отличий гипотез о природе света
Структура периодической таблицы химических элементов
Майкельсон доказал гипотезу Ньютона
Критический анализ новых идей
Гадание на кофейной гуще


Теория происхождения культурных растений

2016-10-15, Естествознание, Светлана Аксенова,

Основоположник российской селекции Николай Иванович Вавилов родился в 1887 г. в Москве. С юных лет его интересовала окружающая природа. Ещё будучи студентом Московского сельскохозяйственного института, он занимался проблемой иммунологии растений. Впоследствии Н.И. Вавилов много путешествовал, собирая коллекции различных культурных растений и общаясь с видными учеными Англии, Франции, Германии. Неоднократно он ездил с научной целью в Азию — Иран, Бухару, Афганистан, бывал на Кавказе. На основе собранных коллекций семян и гербариев Н.И. Вавилов готовил серьезный обобщающий труд по селекции и генетике растений.

Подробно


Биоценоз и экосистема

2016-04-21, Естествознание, А.В. Ганжина,

На основе биотических взаимоотношений создаются сообщества растительных и животных организмов — биоценозы.

Подробно


Теория отражения

2016-04-07, Естествознание, Константин Платонов,

Любой живой организм беспрерывно взаимодействует с окружающей средой, в результате чего происходит его развитие.

Подробно


Структура периодической таблицы химических элементов

2016-03-13, Естествознание, Н. Ахметов,

Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. В результате химических реакций происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр.

Подробно


Периодическая система химических элементов

2016-04-01, Естествознание, Светлана Аксенова,

Дмитрий Иванович Менделеев родился в г. Тобольске 8 февраля 1834 г. Окончив в 1855 г. Главный педагогический институт в Петербурге, он служил учителем гимназии в г. Одессе. В 1857 г. Менделеев вернулся в столицу, а с 1865 г. получил профессорскую должность в Петербургском университете.

Подробно


Точка зрения администрации сайта может не совпадать с мнением авторов.
2010-2017 © Анидор
Любое использование материалов сайта, полностью или частично, разрешается только с согласия правообладателя.
Если Вы обнаружили опечатку или неработающую ссылку, просьба сообщить администрации сайта.