Doświadczenie Ivesa-Stillwella

Doświadczenie Ivesa–Stilwella (1938). „promienie kanałowe” (mieszanka złożona głównie z jonów H₂⁺ i H₃⁺) były przyspieszane przez perforowane płytki. naładowane od 6,788 do 18,350 woltów. Wiązka oraz jej odbity obraz były jednocześnie obserwowane przy pomocy wklęsłego zwierciadła, przesuniętego o 7° w stosunku do wiązki^[1]. (Na ilustracji przesunięcie to jest wyolbrzymione.)

Doświadczenie Ivesa-Stillwella – doświadczenie fizyczne, które miało na celu sprawdzenie wkładu relatywistycznej dylatacji czasu w przesunięciu dopplerowskim dla światła^[1][2]. Wyniki jego były zgodne z formułą poprzecznego efektu Dopplera i był pierwszym bezpośrednim, ilościowym potwierdzeniem czynnika dylatacji czasu. Od tego czasu przeprowadzono szereg eksperymentów tego typu, ze wzrastającą precyzją. Razem z doświadczeniem Michelsona-Morleya oraz doświadczeniem Kennedy’ego-Thorndike’a, stanowi jeden z fundamentalnych testów szczególnej teorii względności^[3].

Zarówno dylatacja czasu, jak i relatywistyczny efekt Dopplera, zostały przewidziane przez Alberta Einsteina w jego brzemiennej pracy z 1905 roku^[4]. Einstein zasugerował następnie (1907) eksperyment, bazujący na pomiarze względnych częstotliwości odbieranego z poruszającego się względem obserwatora emitera, oraz obliczenia dodatkowego przesunięcia dopplerowskiego na skutek dylatacji czasu^[5]. Efekt ten został później nazwany „poprzecznym efektem Dopplera”, gdyż z początku planowano przeprowadzać pomiar prostopadle do ruchu źródła, celem oddzielenia efektu relatywistycznego od znacznie większego podłużnego efektu Dopplera. Jednakże Herbert E. Ives oraz G.R. Stillwell (odnoszący się do dylatacji czasu jako wynikającej z teorii Lorentza i Larmora) zaniechali takiej konfiguracji. Użyli promieni w kierunkach podłużnych oraz znaleźli sposób na oddzielenie znacznie mniejszego efektu relatywistycznego. Eksperyment przeprowadzono w 1938^[1], po czym był on wiele razy powtarzany (np.^[2]). Przeprowadzono szereg podobnych eksperymentów o coraz większej precyzji, m.in. przez Ottinga (1939)^[6] oraz zespoły Mandelberga (1962)^[7] i Hasselkampa (1979)^[8].

Przypisy

Szczególna teoria względności Zasada względności Prędkość światła w próżni Transformacja Lorentza Pojęcia podstawowe Czynnik Lorentza Równoczesność Synchronizacja zegarów Transformacja Galileusza Układ inercjalny Układ odniesienia I zasada dynamiki ${\displaystyle E={\sqrt {(mc^{2})^{2}+(pc)^{2}}}}$ Zjawiska Deficyt masy Dylatacja czasu Masa relatywistyczna Masa spoczynkowa Paradoks Bella Paradoks bliźniąt Paradoks drabiny Paradoks Ehrenfesta Precesja Thomasa Relatywistyczny efekt Dopplera Względność jednoczesności Równoważność masy i energii Siła Lorentza Skrócenie Lorentza Formalizm Minkowskiego Czasoprzestrzeń Minkowskiego Czasoprzestrzeń Czteropęd Czterowektor Diagram czasoprzestrzenny Interwał czasoprzestrzenny Linia świata Stożek świetlny Zdarzenie czasoprzestrzenne Pojęcia zaawansowane Grupa Galileusza Grupa Lorentza Grupa Poincarégo Historia i doświadczenia Aberracja światła Doświadczenie Ivesa-Stillwella Doświadczenie Kennedy’ego-Thorndike’a Doświadczenie Michelsona-Morleya Eksperyment Fizeau Eter Przesłanki powstania szczególnej teorii względności Teoria eteru Lorentza Teoria emisji Układ preferowany Pozostałe pojęcia Cząstka relatywistyczna Grom fotoniczny Jednokierunkowa prędkość światła Lukson Paradoks dziadka Prędkość nadświetlna Synchronizacja absolutna Synchronizacja standardowa Tachion Tachionowy antytelefon Tardion Powiązane teorie Efekt Unruha Kwantowa teoria pola Ogólna teoria względności Paradoks EPR Relatywistyczna mechanika kwantowa Tensorowe równania Maxwella Uczeni George Airy François Arago Albert Einstein George FitzGerald Armand Fizeau Augustin Fresnel Galileo Galilei Hendrik Lorentz Albert Michelson Hermann Minkowski Edward Morley Henri Poincaré