Michelson-Morley kísérlet

A Michelson-Morley kísérlet kísérleti kísérlet egy világító éter létezésének kimutatására , egy hipotetikus térkitöltő közeg, amelyet a fényhullámok hordozójának tekintettek . A kísérletet 1887 áprilisa és júliusa között Albert A. Michelson és Edward W. Morley amerikai fizikusok végezték a Case Western Reserve Egyetemen , Ohio államban , és az év novemberében publikálták [1] .

A kísérlet során a fény sebességét merőleges irányban hasonlították össze, hogy érzékeljék az anyag relatív mozgását a mozdulatlan világító éteren ("éterszél") keresztül. Az eredmény negatív volt, mivel Michelson és Morley nem talált szignifikáns különbséget a feltételezett éteren áthaladó fénysebesség és a derékszögben mért sebesség között. Általában ezt az eredményt tekintik az első szilárd bizonyítéknak az akkoriban uralkodó éterelmélet ellen , és egyben egy olyan kutatási vonal kezdetének is, amely végül a speciális relativitáselmélethez vezetett, amely kizárta a stacionárius étert [A1] . Erről a kísérletről Einstein ezt írta: „Ha a Michelson-Morley-kísérlet nem hozott volna minket komoly zavarba, senki sem gondolta volna a relativitáselméletet (fél)megváltást.” [A 2] :219

A Michelson-Morley típusú kísérleteket többször megismételték, folyamatosan növekvő érzékenységgel. Ezek közé tartoztak az 1902 és 1905 közötti kísérletek, valamint az 1920-as években végzett kísérletek sorozata. 2009-ben egy optikai rezonátorral végzett kísérletek megerősítették az éterszél hiányát 10–17-es szinten [2] [3] . Az Ives-Stilwell és Kennedy-Thorndike kísérletekkel együtt a Michelson-Morley-típusú kísérletek a speciális relativitáselmélet egyik alapvető tesztjét alkotják [A 3] .

Aether Discovery

A 19. századi fizikai elméletek azt sugallták, hogy ahogy a víz felszíni hullámainak kapcsolódniuk kell egy anyaghoz, azaz egy "közeghez" ahhoz, hogy áthaladjanak (ebben az esetben a víz), úgy a hallható hangnak is szüksége van egy közegre, amely átadja hullámmozgását ( például levegő vagy víz), így a fénynek szüksége van egy közegre, a " világító éterre " is, hogy közvetítse hullámmozgását. Mivel a fény áthaladhat a vákuumon, azt feltételezték, hogy még a vákuumot is meg kell tölteni éterrel. Mivel a fény sebessége olyan nagy, és az anyagi testek nyilvánvaló súrlódás vagy ellenállás nélkül haladnak át az éteren , feltételezték, hogy a tulajdonságok nagyon szokatlan kombinációja van. A 19. századi fizikában prioritást élvezett az ezen tulajdonságok vizsgálatára irányuló kísérletek tervezése [A 4] :411ff .

A Föld körülbelül 30 km/s sebességgel kering a Nap körül. A Föld mozgásban van, ezért két fő lehetőséget mérlegeltek: (1) az étert álló helyzetben van, és csak részben húzza a Föld ( Augusztin Jean Fresnel javasolta 1818-ban), vagy (2) az étert teljesen magával vonja a Föld és így osztja mozgását a felszínen Lands ( Sir George Stokes javasolta 1844-ben) [A 5] . Ezenkívül James Clerk Maxwell (1865) felismerte a fény elektromágneses természetét, és kidolgozta a ma Maxwell-egyenleteknek nevezett formalizmust , de ezeket az egyenleteket még mindig úgy értelmezték, hogy a hullámok mozgását írják le egy ismeretlen mozgásállapotú éteren keresztül. Végül Fresnelnek a (majdnem) álló éterről alkotott elképzelése volt előnyösebb, mert úgy tűnt, hogy Fizeau kísérlete (1851) és a csillagfény aberrációja megerősítette [A 5] .

Az álló és részben magával ragadott éter hipotézisei szerint a Föld és az éter relatív mozgásban van, ami az úgynevezett "éterszél" jelenlétét jelenti (2. ábra). Bár elméletileg a Föld mozgása megfelelhet az éter mozgásának egy időpillanatban, a Föld nem maradhat állandóan nyugalomban az éterhez képest a mozgás irányának és sebességének változása miatt. A Föld felszínének bármely pontján a szél ereje és iránya a napszaktól és az évszaktól függően változik. Úgy vélték, hogy a fény különböző irányú, különböző időpontokban történő visszatérésének sebességét elemezve meg lehet mérni a Föld mozgását az éterhez képest. A mért fénysebesség várható relatív különbsége meglehetősen kicsi volt, tekintve, hogy a Föld sebessége a Nap körül keringő pályáján a fénysebesség mintegy századszázaléka [A 4] :417ff .

A 19. század közepén lehetségesnek tartották az elsőrendű éteri szél hatásainak mérését, vagyis v / c -vel arányos hatásokat ( v a Föld sebessége, c a fény sebessége) , de a fénysebesség szükséges pontosságú közvetlen mérése nem volt lehetséges. Például a Fizeau-Foucauld installáció körülbelül 5%-os pontossággal tudta mérni a fénysebességet, ami teljesen elégtelen volt a fénysebesség változásának elsőrendű közvetlen mérésére, mivel v / c ~ 0,01% . Ezért számos fizikus megkísérelte mérni nem magának a fénysebességnek, hanem a fénysebesség változásának elsőrendű közvetett hatását (lásd az elsőrendű éterszél-kísérleteket ). Hooke kísérletének például az volt a célja, hogy észlelje a nyugalmi vízben ellentétes irányban terjedő fényhullámok sebességének különbségéből adódó interferometrikus peremeltolódásokat . Az ilyen kísérletek összes eredménye negatív volt [A 6] . Ez a Fresnel légellenállási együttható ötletével magyarázható , amely szerint az étert, és így a fényt is részben magával vonja a mozgó anyag. Az éter részleges beszivárgása meghiúsítaná a fénysebesség elsőrendű változásának mérésére irányuló kísérleteket. Ahogy Maxwell (1878) rámutatott, csak a másodrendű hatások mérésére alkalmas kísérleti összeállítások, azaz a v / c [A 7] [A 8] arány második hatványával arányos hatások lehetnek remények a jelenség kimutatására. éter szél . A meglévő kísérleti elrendezések azonban nem bizonyultak kellően érzékenynek az ilyen nagyságrendű hatások mérésére ( v 2 / c 2 ~ 10-8 ).

Kísérletek 1881-ben és 1887-ben

Michelson kísérlete (1881)

Michelson megoldást talált arra a problémára, hogy olyan eszközt hozzon létre, amely elég pontos ahhoz, hogy észlelje az éter áramlását. 1877-ben, miközben az alma materén, az annapolisi Egyesült Államok Tengerészeti Akadémiáján tanított , Michelson elvégezte első ismert kísérleteit a fénysebességgel egy tantermi bemutató részeként. 1881-ben, miután befejezte németországi tanulmányait, otthagyta az amerikai haditengerészeti szolgálatot. Ugyanebben az évben Michelson egy kísérleti eszköz prototípusát használta további mérések elvégzésére.

Az általa kifejlesztett készülék, később Michelson-interferométer néven ismert, nátriumlángból sárga fényt (igazításhoz) vagy fehér fényt (valóságos megfigyelésekhez) küldött egy félig ezüstözött tükörön keresztül , amellyel két derékszögű sugárnyalábra osztották fel. egymáshoz. A sugárosztó elhagyása után a sugarakat a hosszú karok végére irányították, ahol kis tükrök verték vissza őket középre. Ezután az okulárban lévő osztó túlsó oldalán gyűjtöttük össze őket, létrehozva a konstruktív és destruktív interferencia mintáját , amelynek oldalirányú elmozdulása attól függ, hogy mennyi idő alatt halad át a fény a hosszanti és keresztirányú karokon. Ha a Föld az éteres közegen mozog, akkor az éter áramlásával párhuzamosan haladó fénysugárnak több időre van szüksége ahhoz, hogy visszaverődjön ide-oda, mint az éterre merőlegesen haladó sugárnak, mivel az időnövekedés eltelt az ellenirányú mozgástól. a szél étere nagyobb, mint az éteri széllel való utazás során megtakarított idő. Michelson arra számított, hogy a Föld mozgása 0,04 peremnek megfelelő peremeltolást eredményez , vagyis az egyenlő intenzitású régiók közötti távolságot. Nem vette észre a várt elmozdulást; az általa mért legnagyobb átlagos eltérés (északnyugati irányban) mindössze 0,018 számlálás volt; a legtöbb mérete sokkal kisebb volt. Következtetése az volt, hogy Fresnel hipotézisét egy stacionárius éterről az éter részleges ellenállásával el kell vetni, és így megerősítette Stokes hipotézisét az éter teljes ellenállásáról [4] .

Alfred Pottier (és később Hendrik Lorentz ) azonban rámutatott Michelsonnak, hogy számítási hibát követett el, és a várható peremeltolásnak csak 0,02 rojtnak kellett volna lennie. Michelson készüléke túl nagy kísérleti hibáknak volt kitéve ahhoz, hogy bármit is mondjunk az éterszélről. Az éterszél végső mérése az eredetinél nagyobb pontossággal és jobb kontrollal végzett kísérletet igényel. A prototípus azonban sikeresen bebizonyította, hogy az alapmódszer megvalósítható [A 5] [A 9] .

Michelson-Morley kísérlet (1887)

1885-ben Michelson együttműködést kezdett Edward Morley -val, és jelentős időt és pénzt fordított Fizeau 1851-es Fresnel légellenállási együttható kísérletének [5] pontosabb megerősítésére, Michelson 1881-es kísérletének [1] javítására és a fény hullámhosszának meghatározására. a referenciahosszak [6] [7] . Ez idő alatt Michelson a fizika professzora volt a Case School of Applied Sciences-ben, Morley pedig a kémia professzora a Case Western Reserve University-n (WRU), amely a Cleveland keleti szélén lévő Case School egyetemmel közösen működött. 1885 szeptemberében Michelson idegösszeomlást kapott , amelyből 1885 októberére felépült. Morley ezt a meghibásodást Michelson kemény munkájának tulajdonította a kísérletek előkészítése során. 1886-ban Michelson és Morley sikeresen megerősítették a Fresnel légellenállási együtthatót – ezt az eredményt az álló éter koncepciójának megerősítésének is tekintették [A 1] .

Ez az eredmény megerősítette reményüket, hogy megtalálják az éteri szelet. Michelson és Morley elkészítette Michelson kísérletének továbbfejlesztett változatát, amely több mint elég pontos ahhoz, hogy észlelje ezt a feltételezett hatást. A kísérletet több, 1887 áprilisától júliusig tartó folyamatos megfigyelési periódusban végezték a WRU Adelbert Kollégium (később Pierce Hall néven, 1962-ben lebontották) alagsorában [A 10] [A 11] .

ábrán látható módon. Az 5. ábrán a fény ismételten visszaverődött az interferométer karjai mentén, így az úthossz 11 m -re (36 láb ) nőtt. Ennél a hossznál a sodródás körülbelül 0,4 rojtnyi. A könnyű észlelés érdekében a készüléket egy nehéz kőkollégium alagsorában lévő zárt helyiségben szerelték össze, ami a hő- és rezgéshatások nagy részét kiküszöbölte. A vibrációt tovább csökkentették, ha a készüléket egy nagy homokkőtömbre (1. ábra) szerelték fel, körülbelül egy láb vastag és egy négyzetláb (1,5 m ) az oldalán, amely egy kerek higanyvályúban úszott. Kiszámították, hogy 0,01 sávszélesség körüli hatások észlelhetők.

Michelson, Morley és más korai kísérletezők interferometrikus módszerekkel próbálták megmérni a világító éter tulajdonságait, csak (részben) monokromatikus fényt használtak berendezéseik kezdeti beállításához, és a tényleges mérésekhez mindig fehér fényre váltottak. Ennek oka az, hogy a méréseket vizuálisan rögzítették. A tisztán monokromatikus fény egységes peremmintázatot eredményezne. A környezeti hőmérséklet szabályozására szolgáló korszerű eszközök hiányában a kísérletezők az interferenciaperemek állandó eltolódásával küszködtek, még akkor is, amikor az interferométert a pincében helyezték el. Mivel a csíkok időnként eltűntek az elhaladó lovak okozta rezgések, távoli zivatarok és hasonlók miatt, könnyen "elveszhetett" a megfigyelő, amikor a csíkok ismét láthatóvá váltak. A világos színinterferencia-mintát adó fehér fény előnyei messze felülmúlják a hangszer beállításának nehézségeit a rövid koherencia-hossz miatt . Ahogy Dayton Miller írta , "a fehér világos sávokat azért választották a megfigyeléshez, mert ezek egy kis sávcsoportból állnak, amelyeknek egy központi, élesen meghatározott fekete sávja van, amely állandó nulla jelet képez minden leolvasásnál" [A 12] [3. megjegyzés] . A részlegesen monokromatikus fény (sárga nátriumfény) használata a kezdeti beállítás során lehetővé tette a kutatóknak, hogy többé-kevésbé könnyen meghatározzák az egyenlő úthossz helyzetét, mielőtt átváltanának fehér fényre. [4. megjegyzés]

A higanyvályú lehetővé tette, hogy a műszer szinte nulla súrlódással forogjon, így a homokkőtömb egyetlen megnyomásával lassan a lehetséges szögek teljes tartományán keresztül forogjon az "éteri szél" felé, miközben a méréseket az okuláron keresztül folyamatosan figyelték. Az éterszél hipotézis azt sugallja, hogy mivel az egyik kar elkerülhetetlenül a szél irányába fordul, miközben a másik kar a szélre merőlegesen fordul, a hatás néhány percig is észrevehető.

Várható volt, hogy a hatást szinuszos formában ábrázolják, az eszköz fordulatonként két csúcsot és két süllyedést. Ez az eredmény várható is, mert minden teljes forgás során mindkét kar kétszer párhuzamos lesz az éterszellel (a szél felé és attól elfelé néz, ugyanazt az értéket adva), és kétszer merőleges rá. Ezenkívül a Föld forgása miatt az éteri szél várhatóan időszakos irány- és nagyságrendi változásokat mutat a sziderikus napon .

Várható volt, hogy a Föld Nap körüli mozgása miatt a mért adatok éves eltéréseket is mutatnak majd.

A leghíresebb "sikertelen" kísérlet

Ennyi gondolkodás és előkészület után a kísérlet a történelem leghíresebb sikertelen kísérlete lett [A 13] . Michelson és Morley cikke az American Journal of Science -ben ahelyett, hogy képet adna az éter tulajdonságairól, arról számol be, hogy a mérés csak egy negyvenede a várható elmozdulásnak (7. ábra), de "mivel az elmozdulás arányos a sebesség négyzete", arra a következtetésre jutottak, hogy a mért sebesség „valószínűleg kevesebb, mint egyhatoda" a Föld várható keringési sebességének, és „természetesen kevesebb, mint egynegyede" [1] . Bár ez a kis „sebesség" mérve túl alacsonynak ítélték az éterhez viszonyított sebesség bizonyításához, és megértették, hogy azon a kísérleti hibán belül volt, amely lehetővé teszi, hogy a sebesség ténylegesen nulla legyen [A 1] Például Michelson írt egy „egyértelműen negatív eredmény” Lord Rayleigh -nek 1887 augusztusában írt levelében. [A14] :

A Föld és az éter egymáshoz viszonyított mozgására vonatkozó kísérletek befejeződtek, az eredmény határozottan negatív. Az interferencia peremeinek nullától való várható eltérése 0,40 rojt volt - a maximális eltolás 0,02, az átlag pedig jóval kevesebb, mint 0,01 -, és akkor rossz helyen. Mivel az elmozdulás arányos a relatív sebességek négyzetével, ebből az következik, hogy ha az éter megcsúszik, a relatív sebesség kisebb, mint a Föld sebességének egyhatoda.

Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] A Föld és az éter relatív mozgásával kapcsolatos kísérletek befejeződtek, és az eredmény határozottan negatív. Az interferenciaperemek nullától való várható eltérése 0,40 perem kellett volna – a maximális elmozdulás 0,02, az átlag pedig jóval kevesebb, mint 0,01 –, és akkor nem a megfelelő helyen. Mivel az elmozdulás arányos a relatív sebességek négyzetével, ebből az következik, hogy ha az éter elcsúszik, a relatív sebesség kisebb, mint a Föld sebességének egyhatoda.

Az éter akkori modelljei szempontjából a kísérletek eredményei ellentmondásosak voltak. Fizeau kísérlete és Michelson és Morley 1886-os megismétlése úgy tűnik, megerősítette az álló étert részleges éterellenállással, és megcáfolta a teljes éterellenállást. Másrészt a sokkal pontosabb Michelson-Morley-kísérlet 1887-ben láthatóan megerősítette az éter teljes elhúzódását, és megcáfolta az éter stacionaritását [A 5] . Ezenkívül Michelson-Morley nulleredményét tovább erősítették más, különböző típusú másodrendű kísérletek nulleredményei, nevezetesen a Troughton-Noble kísérlet (1903), valamint Rayleigh és Brace (1902-1904) kísérletei. Ezek a problémák és megoldásuk vezetett a Lorentz-transzformáció és a speciális relativitáselmélet kialakulásához .

A „sikertelen” kísérlet után Michelson és Morley leállították az éterszél mérését, és újonnan kifejlesztett technikájukat kezdték használni a fény hullámhosszának mint hossz-referencia szabványnak a meghatározására [6] [7] .

Fényút elemzése és következményei

A megfigyelő az éterben nyugszik

A sugár hosszirányú áthaladásának idejét a következőképpen határozhatjuk meg [A 15] : A fény a forrásból származik és fénysebességgel terjed az éterben. Félig ezüstözött tükrön halad át az origónál . A visszaverő tükör ebben a pillanatban távol van (az interferométer karjának hossza) és sebességgel mozog . A sugár időben eltalálja a tükröt és így megteszi a távolságot . Ekkor a tükör lefedte a távolságot . Így és ennek megfelelően az utazási idő . Ugyanez vonatkozik a hátrafelé történő mozgásra is, amikor az előjel megfordult, aminek eredményeként és . A teljes utazási idő : ${\textstyle c}$ ${\textstyle T=0}$ ${\textstyle L}$ ${\textstyle v}$ ${\textstyle T_{1}}$ ${\textstyle cT_{1}}$ ${\textstyle vT_{1}}$ ${\textstyle cT_{1}=L+vT_{1}}$ ${\textstyle T_{1}=L/(cv)}$ ${\textstyle v}$ ${\textstyle cT_{2}=L-vT_{2}}$ ${\textstyle T_{2}=L/(c+v)}$ ${\textstyle T_{\ell }=T_{1}+T_{2}}$

T_{\ell }={\frac {L}{cv}}+{\frac {L}{c+v}}={\frac {2L}{c}}{\frac {1}{ 1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}\approx {\frac {2L}{c}}\left(1+{\frac {v^{2}}{ c^{2}}}\jobbra)

Michelson ezt a kifejezést 1881-ben helyesen értelmezte, de keresztirányban tévedett

T_{t}={\frac {2L}{c)),

mert figyelmen kívül hagyta a megnövekedett úthosszt az éter többi részében. Ezt Alfred Pottier (1882) és Hendrik Lorentz (1886) javította ki. A keresztirányú kimenet a következőképpen adható meg (hasonlóan a fényóra idődilatációjának kimenetéhez ) : a nyaláb fénysebességgel terjed , és a távolságot lefedve a tükröt időben ütközik . Ugyanakkor a tükör lefedte a távolságot x irányban . Így a tükör eltalálásához a sugár útja egyenlő y irányban (egyenlő karhosszokkal) és x irányban . Ez a ferde mozgási pálya az interferométer nyugalmi keretéből az éter nyugalmi keretébe való átmenetből következik. Ezért a Pitagorasz-tétel megadja a sugár tényleges utazási távolságát . Így és ennek megfelelően az utazási idő is megegyezik a visszaszaporításnál. A teljes utazási idő : ${\textstyle c}$ ${\textstyle T_{3}}$ ${\textstyle cT_{3}}$ ${\textstyle vT_{3}}$ ${\textstyle L}$ ${\textstyle vT_{3}}$ ${\textstyle {\sqrt {L^{2}+\left(vT_{3}\right)^{2))))$ ${\textstyle cT_{3}={\sqrt {L^{2}+\left(vT_{3}\right)^{2))))$ ${\textstyle T_{3}=L/{\sqrt {c^{2}-v^{2))))$ ${\textstyle T_{t}=2T_{3}}$

T_{t}={\frac {2L}{\sqrt {c^{2}-v^{2))))={\frac {2L}{c)){\frac {1}{ \sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}\approx {\frac {2L}{c}}\left(1+{\frac {v^{ 2}}{2c^{2}}}}\jobbra)

A T ℓ és T t közötti időkülönbség a következőképpen definiálható: [A 16]

T_{\ell }-T_{t}={\frac {2L}{c}}\left({\frac {1}{1-{\frac {v^{2}}{c^{ 2}}}}}-{\frac {1}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}\jobbra)

Az útkülönbség meghatározásához az eredményt megszorozzuk c-vel;

$\Delta {\lambda }_{1}=2L\left({\frac {1}{1-{\frac {v^{2}}{c^{2))))}-{\ frac {1}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}\right)$

Az útkülönbséget Δλ-nak jelöljük, mivel a nyalábok bizonyos számú hullámhosszal (λ) fázison kívül vannak. Ennek megjelenítéséhez képzeljünk el két nyalábpályát a hosszanti és keresztirányú síkok mentén, és helyezzük őket egyenesen előre (erről egy animáció látható 11:00 perckor, Mechanical Universe, 41. epizód [8] ). Az egyik út Δλ-val egyenlő távolsággal hosszabb lesz, mint a másik. Alternatív megoldásként fontolja meg a fénysebesség képletének permutációját . $c{\Delta }T=\Delta \lambda$

Ha az összefüggés igaz (ha az éter sebessége kicsi a fénysebességhez képest), akkor a kifejezés az elsőrendű binomiális kiterjesztéssel egyszerűsíthető; ${v^{2}}/{c^{2}}<<1$

${\displaystyle (1-x)^{n}\kb. {1-nx))$

Tehát a fentieket átírva a hatáskörökre [9]

$\Delta {\lambda }_{1}=2L\left(\left({1-{\frac {v^{2}}{c^{2))))\right)^{-1 }-\left(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}\jobbra)^{-1/2}\jobbra)$

$\Delta {\lambda }_{1}=2L\left((1+{\frac {v^{2}}{c^{2}}})-(1+{\frac {v^ {2}}{2c^{2}}}})\right)={2L}{\frac {v^{2}}{2c^{2}}}$

Következésképpen

${\displaystyle \Delta {\lambda }_{1}={L}{\frac {v^{2}}{c^{2))))$

Ebből a következtetésből világosan kitűnik, hogy az éteri szél az útvonalak különbségeként nyilvánul meg. Ez a következtetés helyes, ha a kísérlet tetszőleges 90°-os együtthatóval van orientálva az éteri szél irányához képest. Ha az útkülönbség a hullámhosszok teljes száma, akkor konstruktív interferencia van (a középső sáv fehér lesz). Ha az útkülönbség a hullámhosszok teljes száma plusz a fele, akkor dekonstruktív interferencia van (a középső sáv fekete lesz).

Az éter létezésének bizonyítására Mikaelson és Morley megpróbálta megtalálni a zenekarváltást. Az ötlet egyszerű volt: az interferenciamintázat peremeinek el kell tolódniuk, ha 90°-kal elforgatjuk, mivel a két nyaláb szerepe felcserélődött. A peremeltolás meghatározásához vonjuk ki az első tájolás útkülönbségét a második útkülönbségéből, majd osszuk el a fény λ hullámhosszával [9]

n={\frac {\Delta \lambda _{1}-\Delta \lambda _{2}}{\lambda }}\kb. {\frac {2Lv^{2}}{\lambda c^{ 2}}}.

Figyeljük meg a különbséget a Δλ, amely több hullámhossz, és a λ között, amely egy hullámhossz. Amint ebből az összefüggésből látható, az n interferenciaperemek eltolódása dimenzió nélküli mennyiség.

Mivel L ≈ 11 méter és λ≈500 nanométer , a várható sáveltolódás n ≈ 0,44 volt . A negatív eredmény alapján Michelson arra a következtetésre jutott, hogy nem volt mérhető éterszél [1] . Ezt azonban soha nem vette személyes szinten, és a negatív kimenetel egész életében kísértette (Forrás; Mechanikai Univerzum 41. epizód [8] ).

Megfigyelő egy interferométer mellett

Ha ugyanazt a helyzetet az interferométerrel együtt mozgó megfigyelő szemszögéből írjuk le, akkor az éteri szél hatása hasonló lesz ahhoz a cselekvéshez, amelyet egy úszó tapasztal, aki sebességgel halad a sebességgel folyó folyóval szemben [A 17] . ${\textstyle c}$ ${\textstyle v}$

Hosszirányban az úszó először felfelé mozdul el, így a folyó áramlása miatt sebessége csökken . A visszaúton lefelé haladva sebessége -ra nő . Ez megadja a sugár áthaladási idejét és a fentiek szerint. ${\textstyle cv}$ ${\textstyle c+v}$ ${\textstyle T_{1}}$ ${\textstyle T_{2}}$

Oldalirányban az úszónak az áramlás irányával ellentétes szögben történő mozgással kell kompenzálnia a folyó áramlását, hogy megtartsa a pontos oldalirányt és a megfelelő helyen érje el a folyó másik oldalát. Ez lecsökkenti a sebességét -ra , és a sugár áthaladási idejét adja a fentiek szerint. ${\textstyle {\sqrt {c^{2}-v^{2))))$ ${\textstyle T_{3}}$

Tükörtükrözés

A klasszikus elemzés relatív fáziseltolódást jósol a hosszanti és keresztirányú nyalábok között, amit a Michelson-Morley-készülékben könnyen meg kellett volna mérni. Amit nem mindig veszünk figyelembe (mert nem volt mérőeszköz), az az, hogy a feltételezett éteren áthaladó mozgásnak is kellett lennie ahhoz, hogy a két nyaláb eltávolodott az interferométertől körülbelül 10 -8 radiánnal [A 18] .

Mozgó vízi járművek esetében a klasszikus elemzés megkövetelte, hogy a nyalábosztó tükröt kissé eltolja a pontos 45°-tól, ha a hossz- és keresztirányú gerendák pontosan egymásra helyezve hagyták el a hajót. A relativisztikus elemzésben a nyalábosztó Lorentz-összehúzódása a mozgás irányában azt okozza, hogy pontosan annyival merőlegesebbé válik, amennyi szükséges a két nyaláb szögeltérésének kompenzálásához [A 18] .

Hosszösszehúzódás és Lorentz-transzformáció

A Michelson és Morley-kísérlet nulla eredményének magyarázata felé tett első lépést a Fitzgerald-Lorentz kontrakciós hipotézisben találták meg , amelyet ma egyszerűen hosszas kontrakciónak vagy Lorentz-kontrakciónak neveznek, és először George Fitzgerald (1889) és Hendrik Lorentz (1892) javasolta [A 19. ] . E törvény szerint minden tárgy fizikailag redukálódik a mozgásvonal mentén (eredetileg az éterhez viszonyítottnak gondolták), a Lorentz-tényező miatt . Ezt a hipotézist részben Oliver Heaviside 1888-as felfedezése motiválta, amely szerint az elektrosztatikus mezők a mozgásvonal mentén összenyomódnak. De mivel akkoriban még nem lehetett feltételezni, hogy az anyagban lévő kötőerők elektromos eredetűek, a mozgó anyag hosszának az éterhez viszonyított lerövidülését ad hoc hipotézisnek tekintették [A 9] . ${\textstyle L'/\gamma }$ ${\textstyle \gamma =1/{\sqrt {1-v^{2}/c^{2))))$

Ha a megfigyelő által nyugalmi állapotban mért hosszúságot az éterhez viszonyítva a saját hosszával fejezzük ki a fenti képletben , akkor a fény hosszirányú terjedésének ideje egyenlő lesz a fény keresztirányú terjedésének idejével: ${\textstyle L}$ ${\textstyle L'}$ ${\textstyle T_{\ell ))$

T_{\ell }={\frac {2L'{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}{c}}{\frac { 1}{1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}={\frac {2L'}{c}}{\frac {1}{\sqrt {1-{ \frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}=T_{t}

A hosszcsökkentés azonban csak egy speciális esete egy általánosabb összefüggésnek, amely szerint a keresztirányú hossz arányával nagyobb, mint a hosszirányú . Ezt sokféleképpen lehet elérni. Ha - mozgatható hosszirányú és mozgatható keresztirányú hossz, a fennmaradó hosszúságok, akkor [A 20] adva : ${\textstyle \gamma }$ ${\textstyle L_{1}}$ ${\textstyle L_{2}}$ ${\textstyle L'_{1}=L'_{2}}$

{\frac {L_{2}}{L_{1}}}={\frac {L'_{2}}{\varphi }}\left/{\frac {L'_{1}} {\gamma \varphi }}\right.=\gamma .

${\textstyle \varphi }$ tetszőlegesen választható, így végtelenül sok kombináció létezik a Michelson-Morley null eredmény magyarázatára. Például, ha bekövetkezik a hossz-összehúzódás relativisztikus értéke , de ha akkor nem hossz-összehúzódás, hanem megnyúlás történik. Ezt a sejtést később Joseph Larmor (1897), Lorentz (1904) és Henri Poincaré (1905) kiterjesztette, akik kidolgozták a teljes Lorentz-transzformációt , beleértve az idődilatációt , hogy megmagyarázzák a Troughton-Noble- kísérleteket, a Rayleigh- és Brace-kísérleteket , valamint a Kaufman-féle kísérleteket. kísérletek . Megvan a formája ${\textstyle \varphi =1}$ ${\textstyle L_{1}}$ ${\textstyle \varphi =1/\gamma}$ ${\textstyle L_{2}}$

x'=\gamma \varphi (x-vt),\ y'=\varphi y,\ z'=\varphi z,\ t'=\gamma \varphi \left(t-{\frac {vx }{c^{2}}}\jobbra)

Maradt az érték meghatározása , amely, amint azt Lorentz (1904) mutatja, egyenlő eggyel [A 20] . Általánosságban Poincaré (1905) kimutatta, hogy ez a transzformáció csak azt teszi lehetővé , hogy csoportot alkosson , így ez az egyetlen választás, amely összeegyeztethető a relativitás elvével , vagyis az álló étert észlelhetetlenné teszi. Ebben az esetben a hossz-összehúzódás és az idődilatáció megkapja pontos relativisztikus értékét [A 21] . ${\textstyle \varphi }$ ${\textstyle \varphi =1}$

Speciális relativitáselmélet

Albert Einstein 1905-re fogalmazta meg a speciális relativitáselméletet, levezetve a Lorentz-transzformációt, és így a hossz-összehúzódást és az idődilatációt a relativitáselmélet posztulátumából és a fénysebesség állandóságából, így eltávolítva az ad hoc jelleget az összehúzódási hipotézisből. Einstein az elmélet kinematikai alapjait, a tér és idő fogalmának módosulását hangsúlyozta, míg a rögzített éter már nem játszott szerepet elméletében. Rámutatott az átalakulás csoportos jellegére is. Einsteint Maxwell elektromágnesesség-elmélete (amelyben Lorentz adta 1895-ben) és a világító éter létezésére vonatkozó bizonyítékok hiánya motiválta [A 22] .

Ez lehetővé teszi a Michelson-Morley nulla eredmény elegánsabb és intuitívabb magyarázatát. A mozgó vonatkoztatási rendszerben a nulla eredmény nyilvánvaló, hiszen a relativitás elve alapján a készülék nyugalmi állapotnak tekinthető, így a nyaláb áthaladási ideje megegyezik. Abban a vonatkoztatási keretben, amelyhez képest a készülék mozog, ugyanaz az érvelés érvényes, mint amit fentebb a „Hosszösszehúzódás és Lorentz-transzformáció” részben leírtunk, kivéve, hogy az „éter” szót a „nem együtt mozgó tehetetlenségi keret” szóval kell helyettesíteni. referencia”. Einstein 1916-ban írta [A 23] :

Bár a két idő közötti várható különbség rendkívül kicsi, Michelson és Morley interferencia-kísérletet végzett, amelyben ezt a különbséget egyértelműen kimutatták. A kísérlet azonban negatív eredményt adott – ez a tény nagyon elgondolkodtató a fizikusok számára. Lorentz és FitzGerald megszabadult ettől a nehézségtől azzal, hogy azt javasolták, hogy a test mozgása az éterhez képest a test összehúzódását okozza a mozgás irányában, és éppen annyi összehúzódás van, hogy kompenzálja a fent említett időbeli különbséget. A 11. fejezet tárgyalásával való összehasonlítás azt mutatja, hogy ez a problémamegoldás a relativitáselmélet szempontjából is helyes volt. De a relativitáselmélet alapján az értelmezési módszer összehasonlíthatatlanul kielégítőbb. Ezen elmélet szerint nincs olyan, hogy "különösen kedvező" (egyedi) koordinátarendszer, amely egy éteri gondolat bevezetését idézné elő, ezért nem lehet éteri szél, vagy kísérlet sem ennek demonstrálására. Itt a mozgó testek összehúzódása az elmélet két fő rendelkezéséből következik, különösebb hipotézisek felállítása nélkül; és ebben az összehúzódásban az első tényezőként nem önmagában a mozgást találjuk, aminek nem tulajdoníthatunk jelentőséget, hanem az ebben az esetben választott vonatkoztatási testhez viszonyított mozgást. Így a Földdel együtt mozgó koordinátarendszernél a Michelson és Morley tükörrendszer nem rövidül, hanem nyugalmi koordinátarendszernél rövidül a Naphoz képest.

Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] Bár a becsült különbség e két idő között rendkívül kicsi, Michelson és Morley kísérleti interferenciát hajtott végre, amelyben ennek a különbségnek egyértelműen kimutathatónak kellett lennie. A kísérlet azonban negatív eredményt adott – ez a tény nagyon megzavarta a fizikusokat. Lorentz és FitzGerald megmentette az elméletet ettől a nehézségtől azzal, hogy feltételezte, hogy a testnek az ætherhez viszonyított mozgása a test összehúzódását idézi elő a mozgás irányában, és az összehúzódás mértéke éppen elegendő a fent említett időbeli különbség kompenzálására. A 11. fejezetben leírtakkal való összehasonlítás azt mutatja, hogy a relativitáselmélet szempontjából is ez a problémamegoldás volt a helyes. De a relativitáselmélet alapján az értelmezési módszer összehasonlíthatatlanul kielégítőbb. Ezen elmélet szerint nincs olyan, hogy "különösen kedvelt" (egyedi) koordinátarendszer, amely az æther-eszme bevezetését idézné elő, és ezért nem lehet æther-sodródás, sem kísérlet, amellyel ezt demonstrálnák. . Itt a mozgó testek összehúzódása az elmélet két alapelvéből következik, különösebb hipotézisek bevezetése nélkül; és ebben az összehúzódásban részt vevő főtényezőként nem a mozgást önmagában találjuk, aminek nem tudunk értelmet tulajdonítani, hanem az adott esetben választott vonatkoztatási testhez viszonyított mozgást. Így a Földdel együtt mozgó koordinátarendszernél Michelson és Morley tükörrendszere nem rövidül, de a Naphoz képest nyugalmi koordinátarendszernél rövidül.

Vitatott, hogy a Michelson-Morley-kísérlet nulleredménye milyen mértékben érintette Einsteint. Einstein néhány kijelentésére hivatkozva sok történész azzal érvel, hogy azok nem játszottak jelentős szerepet a speciális relativitáselmélet felé vezető útján [A 24] [A 25] , míg Einstein más kijelentései valószínűleg arra utalnak, hogy hatással voltak rá [A 26] . Mindenesetre a Michelson-Morley-kísérlet nulleredménye elősegítette a fénysebesség állandóságának koncepciójának széles körű és gyors elfogadását [A 24] .

Később Howard Percy Robertson (1949) és mások [A 3] [A 27] (lásd Robertson-Mansoury-Sexl tesztelmélet ) kimutatták, hogy lehetséges a Lorentz-transzformáció teljes levezetése három kísérlet kombinációjából. Először is, a Michelson-Morley kísérlet kimutatta, hogy a fénysebesség nem függ a berendezés orientációjától , összefüggést létesítve a hosszirányú (β) és a keresztirányú (δ) hosszúságok között. Aztán 1932-ben Roy Kennedy és Edward Thorndike úgy módosította a Michelson-Morley kísérletet, hogy a hasított nyaláb úthosszát egyenlőtlenné tették, és az egyik kar nagyon rövid volt [10] . A Kennedy-Thorndike kísérlet hosszú hónapokig tartott, miközben a Föld a Nap körül keringett. Negatív eredményük azt mutatta, hogy a fénysebesség nem függ a berendezés sebességétől különböző tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerekben. Ezen túlmenően azt találta, hogy a hosszváltozások mellett ennek megfelelő időbeli változásnak is meg kell történnie, azaz összefüggést hozott létre a longitudinális hosszúságok (β) és az időbeli változások (α) között. Így mindkét kísérlet nem adja meg ezeknek a mennyiségeknek az egyedi értékét. Ez a bizonytalanság megfelel a fent leírt bizonytalansági tényezőnek. Az elméleti megfontolásokból ( a Lorentz-transzformáció relativitáselv által megkívánt csoportos jellege ) egyértelmű volt, hogy a hossz-összehúzódás és az idődilatáció egyedi mennyiségeinek pontosan relativisztikus alakjukat kell venniük. De ezen mennyiségek egyikének közvetlen mérése még mindig kívánatos volt az elméleti eredmények megerősítéséhez. Ezt az Ives-Stilwell kísérletben (1938) sikerült elérni, amelyben az α-t idődilatáció szerint mérték. Ha ezt az α értéket kombináljuk a nulla Kennedy-Thorndike eredménnyel, azt mutatja, hogy β - nak fel kell vennie a relativisztikus hossz-összehúzódás értékét. Ha β -t nulla Michelson-Morley eredménnyel kombináljuk , az azt mutatja, hogy δ - nek nullának kell lennie. Ezért a c Lorentz-transzformációja e három kísérlet kombinációjának elkerülhetetlen következménye [A 3] . ${\textstyle \varphi }$ ${\textstyle \varphi =1}$

A speciális relativitáselmélet általában a negatív éter-sodródás (vagy a fénysebesség izotrópia) minden mérésére megoldásnak számít, beleértve a Michelson-Morley nulleredményt is. Számos nagy pontosságú mérést végeztek a speciális relativitáselmélet és a foton- , elektron- , nukleon- vagy neutrínószektorban a Lorentz-sértés modern kereséseként , amelyek mindegyike alátámasztja a relativitáselméletet.

Rossz alternatívák

Ahogy fentebb említettük, Michelson eleinte úgy gondolta, hogy kísérlete megerősíti Stokes elméletét, miszerint az étert teljesen magával ragadta a Föld közelében (lásd az Aether Drag hipotézist ). A teljes éterellenállás azonban nincs összhangban a fény megfigyelt aberrációjával , és más kísérletekkel sem. Emellett Lorentz 1886-ban kimutatta, hogy Stokes kísérlete az aberráció magyarázatára következetlen [A 5] [A 4] .

Emellett nagyon problematikus volt az a feltételezés, hogy az éter nem a közelben, hanem csak az anyagon belül terjed, ahogy azt Hammar (1935) kísérlete is kimutatta. Hammar interferométerének egyik karját egy ólommal töltött nehézfém csövön keresztül mutatta. Elméletileg azt feltételezték, hogy ha az étert tömegbe húzzák, akkor a lezárt fémcső tömege elegendő ahhoz, hogy látható hatást váltson ki. És ismét semmi hatást nem észleltek, így az éterellenállás elméleteit megcáfoltnak tekintik.

Walter Ritz emissziós elmélete (vagy ballisztikai elmélete) szintén összhangban volt a kísérleti eredményekkel anélkül, hogy étert igényelt volna. Az elmélet azt feltételezi, hogy a fény mindig azonos sebességű a forráshoz képest [A 28] . De Sitter azonban megjegyezte, hogy az emitter-elmélet számos olyan optikai hatást jósolt, amelyeket nem figyeltek meg kettős csillagok megfigyelései során, amelyekben két csillag fényét spektrométerrel lehetett mérni . Ha a sugárzáselmélet helyes lenne, akkor a csillagok fényének szokatlan peremeltolódást kellene tapasztalnia amiatt, hogy a csillagok sebességét hozzáadják a fénysebességhez, de ilyen hatás nem lenne látható. Később JG Fox kimutatta, hogy de Sitter eredeti kísérletei az abszorpció miatt tévesek voltak [11] , de 1977-ben Brecher kettős csillagrendszerekből származó röntgensugarakat figyelt meg hasonló nulleredményekkel [12] . Ezenkívül Philippas és Fox (1964) olyan földi részecskegyorsítókon végeztek teszteket, amelyeket kifejezetten Fox korábbi "abszorpciós" kifogásának kezelésére terveztek, mivel az eredmények nem voltak összhangban a fénysebesség forrástól való függésével [13] .

Későbbi kísérletek

Bár Michelson és Morley 1887-es első publikációjuk után különböző kísérletekbe kezdett, mindketten továbbra is aktívak voltak ezen a területen [A 29] [A 30] . A kísérlet további változatait egyre bonyolultabbá tették. Morley nem volt biztos saját eredményeiben, és 1902 és 1904 között további kísérleteket folytatott Dayton Millerrel . Az eredmény ismét a hibahatáron belül volt negatív [14] [15] .

Miller kísérletei

Miller egyre nagyobb interferométereken dolgozott, és egy 32 méteres (105 láb ) (effektív) karban tetőzött, amelyet különböző helyeken próbált ki, többek között a Mount Wilson Obszervatórium hegytetőjén . Annak elkerülésére, hogy szilárd falak elzárják az éteri szelet, a hegy tetején végzett megfigyelései során egy speciális, vékony falú, többnyire ponyvás ernyőt használtak. Zajos, szabálytalan adatokból folyamatosan kinyert egy kis pozitív jelet, amely a készülék minden egyes fordulatával, sziderális időben és évente változott. Mérései az 1920-as években körülbelül 10 km/h-t értek el a csak a Föld pályáján várt közel 30 km/h helyett. Továbbra is meg volt győződve arról, hogy ez a részleges vagy teljes éterbezáródásnak köszönhető, bár nem kísérelt meg részletes magyarázatot adni. Figyelmen kívül hagyta az eredményeinek következetlenségét és Hammar kísérletének cáfolatát demonstráló kritikákat [A 31] [5. jegyzet] . Miller következtetéseit akkoriban fontosnak tartották, és Michelson, Lorenz és mások megvitatták azokat egy 1928-ban jelentett találkozón [A 32] . A konszenzus az, hogy több kísérletre van szükség Miller eredményeinek ellenőrzéséhez. Miller később egy nem mágneses eszközt épített a magnetostrikció kiküszöbölésére , míg Michelson nem táguló invarból készített egy eszközt , hogy kiküszöbölje a fennmaradó hőhatásokat. Más kísérletezők szerte a világon javították a pontosságot, kiküszöbölték a lehetséges mellékhatásokat, vagy mindkettőt. Miller eredményeit eddig senki sem tudta reprodukálni, a modern kísérletek pontossága pedig kizárja azokat [A 33] . Roberts (2006) rámutatott, hogy a Miller és más korai kísérletezők, köztük Michelson és Morley által használt primitív adatfeldolgozási technikák képesek voltak látszólag periodikus jeleket előállítani , még akkor is, ha azok nem szerepeltek a tényleges adatokban. Miller eredeti adatainak a kvantitatív hibaelemzés modern módszereivel történő újraelemzése után Roberts azt találta, hogy Miller látszólagos jelei statisztikailag nem szignifikánsak [A 34] .

Kennedy kísérletei

Roy J. Kennedy (1926) és C. K. Illingworth (1927) (8. ábra) a peremeltolódások észlelésének problémáját az oldalirányú eltolódások becslésének viszonylag érzéketlen problémájáról egy lényegesen érzékenyebb feladattá alakították át, a fény intenzitásának beállítását mindkettőn. éles határvonal oldalai az egyenlő fényerő érdekében [16] [17] . Ha egyenetlen megvilágítást észleltek a lépcső mindkét oldalán, mint az ábra. A 8e. ábrán látható módon kalibrált súlyokat adtak hozzá vagy távolítottak el az interferométerről, amíg a lépcső mindkét oldala ismét egyenletesen meg nem világított, mint az 1. ábrán. 8 D. A hozzáadott vagy eltávolított súlyok száma a sáveltolódás mértékeként szolgált. Különböző megfigyelők a sáv 1/300-1/1500-án is észlelték a változásokat. Kennedy egy kísérletet is végzett a Mount Wilsonban, és a Miller által mért sodródásnak csak körülbelül 1/10-ét találta, és nem volt szezonális hatás [A 32] .

Michelson és Gal kísérletei

1925-ben Michelson és Gael téglalap alakú vízvezetékeket fektettek a földre az Illinois állambeli Clearingen. Cső átmérője 30 cm . Az AF és DE csöveket pontosan nyugatról keletre, az EF, DA és CB csöveket északról délre irányították. A DE és AF hossza 613 m volt ; EF, DA és CB - 339,5 m . Egy közös szivattyú, amely három órán keresztül működik, 1 Hgcm nyomásig képes kiszívni a levegőt. Az elmozdulás észlelésére Michelson a távcső területén összehasonlítja a nagy és kis kontúrok körbefutásával kapott interferenciaperemeket. Az egyik fénysugár az óramutató járásával megegyező irányba, a másik ellentétes irányba haladt. A Föld forgása okozta sáveltolódást különböző napokon különböző emberek rögzítették a tükrök teljes átrendeződésével. Összesen 269 mérést végeztek. Elméletileg, feltételezve, hogy az éter mozdulatlan, a sáv 0,236 ± 0,002 -os eltolódására számíthatunk . A megfigyelési adatok feldolgozása 0,230 ± 0,005 eltolódást adott, ezzel megerősítve a Sagnac-effektus fennállását és nagyságát [18] .

S. I. Vavilov "A relativitáselmélet kísérleti alapjai" című cikkében ezt a hatást a következőképpen magyarázza:

Sagnac és Michelson-Gal relativitáselméletbeli forgási kísérleteit (speciális és általános) szinte ugyanúgy magyarázzák, mint a forgómozgás kimutatásának lehetőségét a mechanikában a centrifugális erők megnyilvánulásaiból . Ez a relativitáselmélet természetes következménye, ami semmi újat nem ad hozzá [18] .

Joos kísérletei

1930-ban Georg Joos kísérletet végzett egy automata interferométerrel, 21 m hosszú, préselt kvarcból készült karokkal, nagyon alacsony hőtágulási együtthatóval, amely folyamatos fényképfelvételt készített a peremekről a készülék több tíz fordulata után. Fotólemezeken a sáv 1/1000-es elmozdulása volt mérhető. A sávok időszakos eltolódását nem találtuk, így az éteri szél felső határa 1,5 km/h [19] .

Az alábbi táblázatban a várható értékek a Föld és a Nap közötti 30 km/s relatív sebességre vonatkoznak. Ami a Naprendszer körülbelül 220 km/s-os sebességét a galaktikus középpont körül, vagy a Naprendszer körülbelül 368 km/s- os CMB nyugalmi kerethez viszonyított sebességét illeti , ezeknek a kísérleteknek a nulleredményei még nyilvánvalóbbak.

Név	Elhelyezkedés	Év	Vállhossz (méter)	További váltás várható	Mért peremeltolás	Hozzáállás	A Vaether felső határa	Kísérleti felbontás	Nulla eredmény
Michelson [4]	Potsdam	1881	1.2	0,04	≤ 0,02	2	~20 km/s	0,02	$\kb$ Igen
Michelson és Morley [1]	cleveland	1887	11.0	0.4	< 0,02 vagy ≤ 0,01	40	~4-8 km/s	0,01	$\kb$ Igen
Morley és Miller [14] [15]	cleveland	1902-1904	32.2	1.13	≤ 0,015	80	~3,5 km/s	0,015	Igen
Miller [20]	Mt. wilson	1921	32.0	1.12	≤ 0,08	tizenöt	~8-10 km/s	homályos	bizonytalan
Miller [20]	cleveland	1923-1924	32.0	1.12	≤ 0,03	40	~5 km/s	0,03	Igen
Miller (napfény) [20]	cleveland	1924	32.0	1.12	≤ 0,014	80	~3 km/s	0,014	Igen
TomascTomaschekhek (csillagfény) [21]	Heidelberg	1924	8.6	0.3	≤ 0,02	tizenöt	~7 km/s	0,02	Igen
Miller [20] [A 12]	Mt. wilson	1925-1926	32.0	1.12	≤ 0,088	13	~8-10 km/s	homályos	homályos
Kennedy [16]	Pasadena / Mt. wilson	1926	2.0	0,07	≤ 0,002	35	~5 km/s	0,002	Igen
Illingworth [17]	Pasadena	1927	2.0	0,07	≤ 0,0004	175	~2 km/s	0,0004	Igen
Piccard és Stahel [22]	léggömbbel _	1926	2.8	0.13	≤ 0,006	húsz	~7 km/s	0,006	Igen
Piccard és Stahel [23]	Brüsszel	1927	2.8	0.13	≤ 0,0002	185	~2,5 km/s	0,0007	Igen
Piccard és Stahel [24]	Rigi	1927	2.8	0.13	≤ 0,0003	185	~2,5 km/s	0,0007	Igen
Michelson et al. [25]	Pasadena (Mt. Wilson optikai üzlet)	1929	25.9	0.9	≤ 0,01	90	~3 km/s	0,01	Igen
Yoos [19]	Jena	1930	21.0	0,75	≤ 0,002	375	~1,5 km/s	0,002	Igen

Legutóbbi kísérletek

Optikai tesztek

Általánossá váltak a fénysebesség izotrópiájának optikai vizsgálatai [A 35] . Az új technológiák, beleértve a lézerek és maserek használatát , nagymértékben javították a mérések pontosságát. (A következő táblázatban csak Essen (1955), Jaseja (1964) és Shamir/Fox (1969) Michelson-Morley típusú kísérletek, vagyis két egymásra merőleges sugár összehasonlítása. Más optikai kísérletek más módszereket alkalmaztak.)

Szerző	Év	Leírás	Felső határok
Louis Essen [26]	1955	A mikrohullámú rezonátor forgó rezonátorának frekvenciáját egy kvarcóra frekvenciájával hasonlítják össze .	~3 km/s
Sedarholm és társai [27] [28]	1958	Két ammónia masert egy forgóasztalra szereltünk fel, és a gerendáikat ellentétes irányba irányították.	~30 RS
Kísérletek a Mössbauer rotorral	1960-68	Különböző kutatók kísérletei során a gamma-sugarak frekvenciáit a Mössbauer-effektus segítségével figyelték meg .	~ 2,0 cm/s
Jaceya és társai [29]	1964	Két forgóasztalra szerelt He-Ne maser frekvenciáját hasonlítottuk össze. Ellentétben Cedarholm et al. a maserek egymásra merőlegesen helyezkedtek el.	~30 RS
Shamir és Fox [30]	1969	Az interferométer mindkét karját átlátszó szilárd testbe ( plexiüveg ) zárták . A fényforrás egy hélium-neon lézer volt .	~7 km/s
Trimmer és társai [31] [32]	1973	A fénysebesség anizotrópiáját keresték, úgy viselkedve, mint az első és a harmadik Legendre-polinom . Háromszög alakú interferométert használtak, az út egyik részével az üvegben. (Összehasonlításképpen a Michelson-Morley-féle kísérletek tesztelik a második Legendre-polinomot) [A 27]	~ 2,5 cm/s

Legutóbbi kísérletek optikai rezonátorral

A 21. század elején újjáéledt az érdeklődés a Michelson-Morley-típusú precíziós kísérletek elvégzése iránt lézerek, maserek, kriogén optikai üregek stb. felhasználásával. Ez nagyrészt a kvantumgravitáció előrejelzéseinek köszönhető, amelyek arra utalnak, hogy a speciális relativitáselmélet lehetséges. mérlegnél törve.kísérleti tanulmányozásra rendelkezésre áll. Az első ilyen nagy pontosságú kísérletet Brillet & Hall (1979) végezte, amelyben egy forgó optikai Fabry-Perot üreg rezonanciájára stabilizált lézer frekvenciáját elemezték . Határt szabnak a Föld mozgásából adódó fénysebesség anizotrópiájának, Δ c / c ≈ 10 −15 , ahol Δ c a fénysebesség különbsége x és y irányban [34] ] .

2015-től az optikai és mikrohullámú üregekkel végzett kísérletek ezt a határt Δc / c ≈ 10-18 értékre javították . Néhányukban az eszközök forogtak vagy mozdulatlanok maradtak, néhányat pedig a Kennedy-Thorndike kísérlettel kombináltak . Különösen a Föld iránya és sebessége (kb. 368 km/s) a CMB nyugalmi kerethez viszonyítva általánosan használt referenciaként ezekben az anizotrópia-keresésekben.

Szerző	Év	Leírás	Δs / s _
Wolf és társai [35]	2003	A suttogó galéria üzemmódban működő zafírkristályból álló álló kriogén mikrohullámú generátor frekvenciáját egy hidrogénmaser frekvenciájával hasonlítják össze, amelynek frekvenciáját cézium és rubídium atomszökőkutak óráival hasonlították össze. A Föld forgása során bekövetkezett változások után kutattak. A 2001-2002-es adatok elemzése megtörtént.	$\lesssim 10^{-15}$
Muller és társai [33]	2003	Két kristályos zafír optikai üreg, amelyek két Nd:YAG lézer frekvenciáját szabályozzák , derékszögben vannak felszerelve egy hélium kriosztát belsejében. A frekvencia-összehasonlító a két rezonátor kombinált kimeneti jeleinek ütemfrekvenciáját méri.
Wolf és társai [36]	2004	Lásd Wolf és munkatársai (2003). Megvalósított aktív hőmérséklet-szabályozás. A 2002-2003-as adatokat elemezték.
Wolf és társai [37]	2004	Lásd Wolf és munkatársai (2003). A 2002-2004-es adatok elemzése megtörtént.
Antonini és mások [38]	2005	Hasonlóan Müller és munkatársaihoz (2003), bár magát a készüléket forgatták. A 2002-2004-es adatok elemzése megtörtént.	$\lesssim 10^{-16}$
Stanwix és társai [39]	2005	Hasonlóan Wolf és munkatársaihoz (2003). Két kriogén generátor frekvenciáját hasonlították össze. Ezenkívül a készüléket forgásba hozták. A 2004-2005-ös adatok elemzése megtörtént.
Herrmann és társai [40]	2005	Hasonlóan Muller és munkatársaihoz (2003). Összehasonlítják az optikai Fabry-Perot rezonátorok két üregének frekvenciáját - az egyik üreg folyamatosan forog, a másik pedig mozdulatlanul északról délre orientált. A 2004-2005-ös adatok elemzése megtörtént.
Stanwix és társai [41]	2006	Lásd Stanwix et al. (2005). A 2004-2006-os adatok elemzése megtörtént.
Muller és munkatársai [42]	2007	Lásd Herrmann et al. (2005) és Stanwix et al. (2006). Mindkét csoport 2004 és 2006 között gyűjtött adatait egyesítik és elemzik. Mivel a kísérleteket különböző kontinenseken, Berlinben , illetve Perthben végzik, lehetőség nyílt mind az eszközök forgásának, mind a Föld forgásának hatásának tanulmányozására.
Eisele és mások [2]	2009	Egy pár ortogonálisan orientált állóhullámú optikai rezonátor frekvenciáit hasonlítjuk össze. Az üregeket Nd:YAG lézerrel vizsgáltuk . A 2007-2008-as adatok elemzése megtörtént.	$\lesssim 10^{-17}$
Herrmann és társai [3]	2009	Összehasonlítjuk egy pár forgó ortogonális optikai Fabry-Perot rezonátor frekvenciáját. A két Nd:YAG lézer frekvenciáját ezeknek a rezonátoroknak a rezonanciáira stabilizálják.	$\lesssim 10^{-17}$
Nagel és társai [43]	2015	Összehasonlítjuk egy pár forgó ortogonális mikrohullámú rezonátor frekvenciáját.

A Lorentz-változatlanság egyéb jelei

Más, nem Michelson-Morley elven alapuló, azaz még nagyobb pontosságot elérő, nem optikai izotrópia tesztekre példa az órák összehasonlítása vagy Hughes és Drever kísérletei . Drever 1961-es kísérletében 7 alapállapotú, J = 3/2 szögimpulzusú Li atommagot mágneses térrel négy egyenlő távolságra lévő szintre választottak szét. A szomszédos szintek közötti minden átmenetnek azonos frekvenciájú fotont kell kibocsátania, ami egy tiszta spektrumvonalat eredményez. Mivel azonban a különböző MJ -k nukleáris hullámfüggvényei a mágneses térhez képest eltérő orientációjúak a térben, bármilyen orientációs függés, akár az éterszéltől, akár a tömeg nagy léptékű térbeli eloszlásától (lásd Mach elvét ), sértené. a négy szint közötti energiatávolság, ami rendellenes vonalkiszélesedéshez vagy -hasadáshoz vezetne. Ilyen kiszélesedés nem volt megfigyelhető. Az ilyen jellegű kísérletek modern megismétlései szolgáltatták a Lorentz -változatlanság elvének legpontosabb megerősítését [A 36] .

Jegyzetek

Hozzászólások

↑ Többek között a rezgés szabályozásának szükségessége volt. Michelson (1881) ezt írta:
... A műszer rendkívüli rezgésérzékenysége miatt nappal nem lehetett munkát végezni. A kísérletet ezután éjszaka tesztelték. Amikor a tükröket a váll közepére helyezték, a sávok látszottak, de helyzetüket csak tizenkét óra után, majd időközönként lehetett mérni. Amikor a tükröket a vállak végére mozgatták, a csíkok csak néha látszottak. Így kiderült, hogy a kísérleteket nem lehet Berlinben elvégezni, és ennek megfelelően a készüléket a potsdami Asztrofizikai Obszervatóriumba szállították... Itt a peremek normál körülmények között elég gyengék voltak a méréshez, de a műszer olyan rendkívüli volt. érzékeny, hogy az obszervatóriumtól kb. 100 méterre lévő járdára gyakorolt hatás a sávok teljes eltűnéséhez vezetett!
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] …A műszer rezgésekre való rendkívül érzékenysége miatt a munkát nem lehetett napközben folytatni. Ezután a kísérletet éjszaka próbálták ki. Amikor a tükröket félig a karokra helyezték, látszottak a rojtok, de helyzetüket csak tizenkét óra után lehetett megmérni, majd csak időközönként. Amikor a tükröket kimozdították a karok végére, a rojtok csak néha látszottak. Így úgy tűnt, hogy a kísérleteket nem lehet Berlinben elvégezni, és a készüléket ennek megfelelően a potsdami Astrophysicalisches Obszervatóriumba szállították… Itt a peremek rendes körülmények között elég csendesek voltak a méréshez, de olyan rendkívül érzékeny volt a műszer, hogy az obszervatóriumtól mintegy 100 méterre lévő járda teljesen eltüntette a peremeket!
↑ Michelson (1881) ezt írta:
... az "a" pontban elhelyezett nátriumláng azonnal zavaró peremeket adott. Ezután a "b" lemez enyhe mozgatásával változtatható volt a szélességük, helyzetük vagy irányuk, és amikor megfelelő szélességűek és maximális felbontásúak lettek, a nátriumlángot eltávolították, és újra lámpával helyettesítették. Ezután az "m" csavart lassan forgatták, amíg a csíkok újra megjelentek. Aztán persze színesek voltak, kivéve a középső csíkot, ami majdnem fekete volt.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] … a ráhelyezett nátriumláng egyszerre hozta létre az interferenciasávokat. Ezek szélessége, helyzete vagy iránya változtatható volt a b lemez enyhe mozgatásával , és amikor megfelelő szélességűek és maximális élességűek voltak, a nátriumlángot eltávolították, és a lámpát ismét helyére cserélték. Ezután az m csavart lassan forgatták, amíg a szalagok újra megjelentek. Természetesen színesek voltak, kivéve a középső sávot, amely majdnem fekete volt.
↑ Ha félig ezüstözött tükröt használunk sugárosztóként, a visszavert sugár az elülső felületről eltérő számú visszaverődést tapasztal, mint az átvitt sugár. Az elülső felületről való minden egyes visszaverődéskor a fény fázisinverzión megy keresztül. Mivel a két nyaláb különböző számú fázisinverzión megy keresztül, és ha a két nyaláb úthossza azonos vagy egész számú hullámhosszal különbözik (pl. 0, 1, 2…), akkor destruktív interferencia és gyenge jel lép fel. a detektornál. Ha a nyalábok úthossza fél egész számú hullámhosszal különbözik (pl. 0,5, 1,5, 2,5…), akkor a konstruktív interferencia erős jelet ad. Az eredmények ellentétesek, ha köbös sugárosztót használunk, mivel a köbös sugárosztó nem tesz különbséget az elülső és a hátsó felületi visszaverődések között.
↑ A nátriumfény olyan interferenciamintát hoz létre, amely néhány száz peremenként ismétlődő homályos és éles ciklusokat jelenít meg, körülbelül egy milliméteres távolságban. Ez a mintázat annak a ténynek köszönhető, hogy a sárga nátrium D vonal valójában egy dublett, amelynek egyes vonalai korlátozott koherenciahosszúak . Miután az interferométert úgy állította be, hogy a legélesebb szegélykészlet központi részét jelenítse meg, a kutató fehér fényre váltott.
↑ Thirring (1926), valamint Lorentz rámutatott, hogy Miller eredményei még a legalapvetőbb kritériumoknak sem felelnek meg, amelyek ahhoz szükségesek, hogy az égi eredetükben higgyünk, nevezetesen, hogy a feltételezett sodródás azimutjának napi ingadozást kell mutatnia, összhangban az égitest forgásával. forrás az égi pólus körül. Ehelyett, bár Miller megfigyelései napi ingadozást mutattak, ezek ingadozása egy kísérletsorozatban mondjuk egy északnyugat-délkelet vonal köré összpontosulhat.

Tapasztalatok

↑ 1 2 3 4 5 Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1887). " A Föld és a világító éter relatív mozgásáról ". American Journal of Science . 34 (203): 333-345. Bibcode : 1887AmJS...34..333M . DOI : 10.2475/ajs.s3-34.203.333 .
↑ 1 2 Eisele, Ch.; Nyevszkij, A. Yu.; Schillerv, S. (2009). „A fényterjedés izotrópiájának laboratóriumi vizsgálata 10–17 szinten ” (PDF) . Fizikai áttekintő levelek . 103 (9): 090401. Irodai kód : 2009PhRvL.103i0401E . DOI : 10.1103/PhysRevLett.103.090401 . PMID 19792767 . Archivált (PDF) az eredetiből ekkor: 2022-01-26 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ 1 2 Herrmann, S.; Senger, A.; Möhle, K.; Nagel, M.; Kovalcsuk, E. V.; Peters, A. (2009). „Forgó optikai üreges kísérlet a Lorentz-invarianciát tesztelve 10–17-es szinten ”. Fizikai áttekintés D. 80 (100): 105011. arXiv : 1002.1284 . Irodai kód : 2009PhRvD..80j5011H . DOI : 10.1103/PhysRevD.80.105011 .
↑ 1 2 3 Michelson, Albert A. (1881). "A Föld és a világító éter relatív mozgása" . American Journal of Science . 22 (128): 120-129. Bibcode : 1881AmJS...22..120M . doi : 10.2475 /ajs.s3-22.128.120 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2020-08-01 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1886). „ A közeg mozgásának hatása a fény sebességére ”. Am. J. Sci . 31 (185): 377-386. Bibcode : 1886AmJS...31..377M . doi : 10.2475 /ajs.s3-31.185.377 .
↑ 1 2 Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1887). „A nátrium fény hullámhosszának tényleges és gyakorlati hossz-szabványsá tételének módszeréről” . American Journal of Science . 34 (204): 427-430. Bibcode : 1887AmJS...34..427M . DOI : 10.2475/ajs.s3-34.204.427 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2017-06-11 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ 1 2 Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1889). „A fényhullám mint a hossz végső mércéjének meghatározásának megvalósíthatóságáról” . American Journal of Science . 38 (225): 181-6. DOI : 10.2475/ajs.s3-38.225.181 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2017-11-17 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ 1 2 A mechanikus univerzum, 41. rész . Letöltve: 2022. január 26. Az eredetiből archiválva : 2021. október 30. (határozatlan)
↑ 12 Serway , Raymond. Fizika tudósoknak és mérnököknek, 2. kötet / Raymond Serway, John Jewett. — 7. illusztrált. - Cengage Learning, 2007. - P. 1117. - ISBN 978-0-495-11244-0 . Archivált 2021. december 2-án a Wayback Machine -nél Kivonat az 1117. oldalról Archivált 2021. december 2-án a Wayback Machine -nél
↑ Kennedy, RJ; Thorndike, E. M. (1932). "Az idő relativitáselméletének kísérleti megállapítása". Phys. Rev. _ 42 (3): 400-408. Bibcode : 1932PhRv...42..400K . DOI : 10.1103/PhysRev.42.400 .
↑ Fox, JG (1965), Evidence Against Emission Theories , American Journal of Physics 33. kötet (1): 1–17 , DOI 10.1119/1.1971219.
↑ Brecher, K. (1977). "A fénysebesség független a fényforrás sebességétől?" Fizikai áttekintő levelek . 39 (17): 1051-1054. Irodai kód : 1977PhRvL..39.1051B . DOI : 10.1103/PhysRevLett.39.1051 .
↑ Philippas, T.A.; Fox, J. G. (1964). "A gamma sugarak sebessége mozgó forrásból". Fizikai áttekintés . 135 (4B): B1071-1075. Irodai kód : 1964PhRv..135.1071F . DOI : 10.1103/PhysRev.135.B1071 .
↑ 1 2 Morley, Edward W.; Miller, Dayton C. (1904). “ Részlet egy 1904. augusztus 5-én, Cleveland államban (Ohio állam) kelt leveléből Lord Kelvinnek Profs. Edward W. Morley és Dayton C. Miller . Filozófiai Magazin . 6. 8 (48): 753-754. DOI : 10.1080/14786440409463248 .
↑ 1 2 Morley, Edward W.; Miller, Dayton C. (1905). „ Jelentés egy kísérletről a Fitzgerald–Lorentz-effektus kimutatására ”. Az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia közleményei . XLI (12): 321-8. DOI : 10.2307/20022071 . JSTOR 20022071 .
↑ 1 2 Kennedy, Roy J. (1926). "A Michelson–Morley-kísérlet finomítása" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 12 (11): 621-629. Bibcode : 1926PNAS...12..621K . DOI : 10.1073/pnas.12.11.621 . PMC 1084733 . PMID 16577025 .
↑ 1 2 Illingworth, KK (1927). „A Michelson–Morley-kísérlet megismétlése Kennedy finomításával” (PDF) . Fizikai áttekintés . 30 (5): 692-696. Bibcode : 1927PhRv...30..692I . DOI : 10.1103/PhysRev.30.692 . Archiválva (PDF) az eredetiből, ekkor: 2018-07-23 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ 1 2 A relativitáselmélet kísérleti alapjai // S. I. Vavilov. Összegyűjtött művek. T. 4. - M .: A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kiadója, 1956.
↑ 1 2 Joos, G. (1930). "Die Jenaer Wiederholung des Michelsonversuchs". Annalen der Physik . 399 (4): 385-407. Bibcode : 1930AnP...399..385J . DOI : 10.1002/andp.19303990402 .
↑ 1 2 3 4 Miller, Dayton C. (1925). "Ether-drift Experiments at Mount Wilson" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 11 (6): 306-314. Bibcode : 1925PNAS...11..306M . DOI : 10.1073/pnas.11.6.306 . PMC 1085994 . PMID 16587007 .
↑ Tomaschek, R. (1924). „Über das Verhalten des Lichtes außerirdischer Lichtquellen” . Annalen der Physik . 378 (1): 105-126. Bibcode : 1924AnP...378..105T . DOI : 10.1002/andp.19243780107 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2021-02-24 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Piccard, A.; Stahel, E. (1926). „L'Experience de Michelson, realsée en ballon libre” . Comptes Rendus . 183 (7): 420-421. Archiválva az eredetiből, ekkor: 2021-02-25 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Piccard, A.; Stahel, E. (1927). „Nouveaux résultats obtenus par l'expérience de Michelson” . Comptes Rendus . 184 : 152. Archiválva az eredetiből, ekkor: 2021-02-25 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Piccard, A.; Stahel, E. (1927). „L'absence du vent d'éther au Rigi” . Comptes Rendus . 184 , 1198-1200. Archiválva az eredetiből, ekkor: 2021-02-25 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Michelson, AA; Pease, FG; Pearson, F. (1929). „A Michelson–Morley-kísérlet megismétlésének eredménye.” Az Amerikai Optikai Társaság folyóirata . 18 (3): 181. Bibcode : 1929JOSA...18..181M . DOI : 10.1364/josa.18.000181 .
↑ Essen, L. (1955). "Egy új Æther-drift kísérlet". természet . 175 (4462): 793-794. Bibcode : 1955Natur.175..793E . DOI : 10.1038/175793a0 .
↑ Cedarholm, JP; Bland, G. F.; Havens, B.L.; Townes, CH (1958). "A speciális relativitáselmélet új kísérleti tesztje". Fizikai áttekintő levelek . 1 (9): 342-343. Bibcode : 1958PhRvL...1..342C . DOI : 10.1103/PhysRevLett.1.342 .
↑ Cedarholm, JP; Townes, CH (1959). "A speciális relativitáselmélet új kísérleti tesztje". természet . 184 (4696): 1350-1351. Bibcode : 1959Natur.184.1350C . DOI : 10.1038/1841350a0 .
↑ Jaseja, T.S.; Java, A.; Murray, J.; Townes, CH (1964). "A speciális relativitáselmélet vagy a tér izotrópiájának vizsgálata infravörös maserek segítségével". Phys. Rev. _ 133 (5a): 1221-1225. Irodai kód : 1964PhRv..133.1221J . DOI : 10.1103/PhysRev.133.A1221 .
↑ Shamir, J.; Fox, R. (1969). „A speciális relativitáselmélet új kísérleti tesztje”. Il Nuovo Cimento B. 62 (2): 258-264. Bibcode : 1969NCimB..62..258S . DOI : 10.1007/BF02710136 .
↑ Trimmer, William S.; Baierlein, Ralph F.; Faller, James E.; Hill, Henry A. (1973). „Az anizotrópia kísérleti keresése a fénysebességben”. Fizikai áttekintés D. 8 (10): 3321-3326. Bibcode : 1973PhRvD...8.3321T . DOI : 10.1103/PhysRevD.8.3321 .
↑ Trimmer, William S.; Baierlein, Ralph F.; Faller, James E.; Hill, Henry A. (1974). Erratum: A fénysebesség anizotrópiájának kísérleti keresése. Fizikai áttekintés D. 9 (8):2489. Bibcode : 1974PhRvD...9R2489T . DOI : 10.1103/PhysRevD.9.2489.2 .
↑ 1 2 Müller, H.; Herrmann, S.; Braxmaier, C.; Schiller, S.; Peters, A. (2003). „Modern Michelson–Morley kísérlet kriogén optikai rezonátorokkal”. Phys. Fordulat. Lett . 91 (2): 020401. arXiv : physics/0305117 . Irodai kód : 2003PhRvL..91b0401M . DOI : 10.1103/PhysRevLett.91.020401 . PMID 12906465 .
↑ Brillet, A.; Hall, JL (1979). „A tér izotrópiájának továbbfejlesztett lézeres tesztje”. Phys. Fordulat. Lett . 42 (9): 549-552. Bibcode : 1979PhRvL..42..549B . DOI : 10.1103/PhysRevLett.42.549 .
↑ Farkas; et al. (2003). „Lorentz invariancia tesztje mikrohullámú rezonátor segítségével” (PDF) . Fizikai áttekintő levelek . 90 (6): 060402. arXiv : gr-qc/0210049 . Irodai kód : 2003PhRvL..90f0402W . DOI : 10.1103/PhysRevLett.90.060402 . HDL : 2440/101285 . PMID 12633279 . Archivált (PDF) az eredetiből ekkor: 2018-07-19 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Wolf, P.; Tobar, M. E.; Bize, S.; Clairon, A.; Luiten, A. N.; Santarelli, G. (2004). „Suttogó galériarezonátorok és Lorentz invariancia tesztjei” . Általános relativitáselmélet és gravitáció . 36 (10): 2351-2372. arXiv : gr-qc/0401017 . Iránykód : 2004GReGr..36.2351W . DOI : 10.1023/B:GERG.0000046188.87741.51 .
↑ Wolf, P.; Bize, S.; Clairon, A.; Santarelli, G.; Tobar, M. E.; Luiten, A. N. (2004). „A Lorentz-invariancia továbbfejlesztett tesztje az elektrodinamikában” (PDF) . Fizikai áttekintés D. 70 (5): 051902. arXiv : hep-ph/0407232 . Irodai kód : 2004PhRvD..70e1902W . DOI : 10.1103/PhysRevD.70.051902 . HDL : 2440/101283 . Archivált (PDF) az eredetiből ekkor: 2021-10-30 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Antonini, P.; Okhapkin, M.; Goklu, E.; Schiller, S. (2005). „A fénysebesség állandóságának vizsgálata forgó kriogén optikai rezonátorokkal”. Fizikai áttekintés A. 71 (5): 050101. arXiv : gr-qc/0504109 . Irodai kód : 2005PhRvA..71e0101A . DOI : 10.1103/PhysRevA.71.050101 .
↑ Stanwix, P.L.; Tobar, M. E.; Wolf, P.; Susli, M.; Locke, C. R.; Ivanov, EN; Winterflood, J.; Kann, van F. (2005). „Lorentz invariancia vizsgálata az elektrodinamikában forgó kriogén zafír mikrohullámú oszcillátorokkal”. Fizikai áttekintő levelek . 95 (4): 040404. arXiv : hep-ph/0506074 . Irodai kód : 2005PhRvL..95d0404S . DOI : 10.1103/PhysRevLett.95.040404 . PMID 16090785 .
↑ Herrmann, S.; Senger, A.; Kovalcsuk, E.; Müller, H.; Peters, A. (2005). "A fénysebesség izotrópiájának vizsgálata folyamatosan forgó optikai rezonátor segítségével." Phys. Fordulat. Lett . 95 (15): 150401. arXiv : physics/0508097 . Irodai kód : 2005PhRvL..95o0401H . DOI : 10.1103/PhysRevLett.95.150401 . PMID 16241700 .
↑ Stanwix, P.L.; Tobar, M. E.; Wolf, P.; Locke, C. R.; Ivanov, EN (2006). "A Lorentz-invarianciának továbbfejlesztett tesztje az elektrodinamikában forgó kriogén zafír oszcillátorok segítségével". Fizikai áttekintés D. 74 (8): 081101. arXiv : gr-qc/0609072 . Irodai kód : 2006PhRvD..74h1101S . DOI : 10.1103/PhysRevD.74.081101 .
↑ Müller, H.; Stanwix, Paul L.; Tobar, M. E.; Ivanov, E.; Wolf, P.; Herrmann, S.; Senger, A.; Kovalcsuk, E.; Peters, A. (2007). „Relativitásvizsgálat komplementer forgó Michelson–Morley-kísérletekkel”. Phys. Fordulat. Lett . 99 (5): 050401. arXiv : 0706.2031 . Irodai kód : 2007PhRvL..99e0401M . DOI : 10.1103/PhysRevLett.99.050401 . PMID 17930733 .
↑ Nagel, M.; Parker, S.; Kovalcsuk, E.; Stanwix, P.; Hartnett, JV; Ivanov, E.; Peters, A.; Tobar, M. (2015). „Lorentz-szimmetria direkt földi tesztje elektrodinamikában 10–18- ig ” . Természeti kommunikáció . 6 :8174 . arXiv : 1412.6954 . Bibcode : 2015NatCo...6.8174N . DOI : 10.1038/ncomms9174 . PMC 4569797 . PMID26323989 . _

Források

↑ 1 2 3 Staley, Richard (2009), Albert Michelson, a fény sebessége és az éter -sodródás, Einstein generációja. A relativitáselmélet forradalom eredete , Chicago: University of Chicago Press, ISBN 978-0-226-77057-4
↑ Albrecht Fölsing. Albert Einstein: Életrajz . - Penguin Group , 1998. - ISBN 0-14-023719-4 .
↑ 1 2 3 Robertson, HP (1949). „Posztulátum versus megfigyelés a speciális relativitáselméletben” . Szemle a modern fizikáról . 21 (3): 378-382. Bibcode : 1949RvMP...21..378R . DOI : 10.1103/RevModPhys.21.378 . Archiválva az eredetiből (PDF) , ekkor: 2018-10-24.
↑ 1 2 3 Whittaker, Edmund Taylor. Az éter és az elektromosság elméletének története . - 1. - Longman, Green és Társa, 1910.
↑ 1 2 3 4 5 Janssen, Michel. A mozgó testek optikája és elektrodinamikája // Kritikus helyzet / Michel Janssen, John Stachel. - Springer, 2010. - ISBN 978-1-4020-1308-9 .
↑ Laub, Jakob (1910). „Über die experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips (A relativitáselv kísérleti alapjairól)”. Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 7 , 405-463.
↑ Sablon: idézd az EB9-et
↑ Maxwell, James Clerk (1880), A Naprendszer mozgásának lehetséges módja a világító éteren keresztül , Nature 21 (535): 314–5 , DOI 10.1038/021314c0
↑ 1 2 Miller, AI Albert Einstein speciális relativitáselmélete. Felbukkanás (1905) és korai értelmezés (1905–1911) . - Olvasmány: Addison-Wesley, 1981. - 24. o . - ISBN 978-0-201-04679-3 .
↑ Fickinger, William. Fizika egy kutatóegyetemen: Case Western Reserve, 1830–1990. - Cleveland, 2005. - P. 18–22, 48. - "A kollégium a Biológia épülete és az Adelbert Gimnázium között, amelyek ma is a CWRU campusán állnak, egy jelenleg nagyrészt lakatlan területen helyezkedtek el." — ISBN 978-0977338603 .
↑ Hamerla, Ralph R. Egy amerikai tudós a kutatás határán: Edward Morley, Community and Radical Ideas in Nineteenth-Century Science . – Springer, 2006. – P. 123–152. - ISBN 978-1-4020-4089-4 . Archiválva : 2021. október 30. a Wayback Machine -nél
↑ 1 2 Miller, Dayton C. (1933). "Az éter-drift kísérlet és a Föld abszolút mozgásának meghatározása". Szemle a modern fizikáról . 5 (3), 203-242. Bibcode : 1933RvMP....5...203M . DOI : 10.1103/RevModPhys.5.203 .
↑ Blum, Edward K. A fizika és a mérnöki matematika / Edward K. Blum, Sergey V. Lototsky. - World Scientific, 2006. - P. 98. - ISBN 978-981-256-621-8 . Archivált : 2021. december 2., a Wayback Machine , 2. fejezet, p. 98 Archiválva : 2021. december 2. a Wayback Machine -nél
↑ Shankland, RS (1964). Michelson–Morley kísérlet. American Journal of Physics . 31 (1): 16-35. Bibcode : 1964AmJPh..32...16S . DOI : 10.1119/1.1970063 .
↑ Feynman, R.P. (1970), The Michelson–Morley-kísérlet (15-3), The Feynman Lectures on Physics , vol. 1, Olvasás: Addison Wesley Longman, ISBN 978-0-201-02115-8
↑ Albert Shadowitz. speciális relativitáselmélet . - Reprint of 1968. - Courier Dover Publications, 1988. - P. 159-160 . - ISBN 978-0-486-65743-1 .
↑ Teller, Edward ; Teller, Wendy & Talley, Wilson (2002), Beszélgetések a fizika sötét titkairól , Alapvető könyvek, 1. o. 10–11, ISBN 978-0786752379 , < https://books.google.com/books?id=QClyAWecl60C&pg=PA10 > Archiválva : 2021. november 30. a Wayback Machine -nél
↑ 1 2 Schumacher, Reinhard A. (1994). "Speciális relativitáselmélet és a Michelson-Morley interferométer". American Journal of Physics . 62 (7): 609-612. Bibcode : 1994AmJPh..62..609S . DOI : 10,1119/1,17535 .
↑ Lorentz, Hendrik Antoon (1895), Elektromos és optikai jelenségek elméletének kísérlete mozgó testekben , Leiden: E. J. Brill
↑ 1 2 Lorentz, Hendrik Antoon (1904), Elektromágneses jelenségek a fényénél kisebb sebességgel mozgó rendszerben, Proceedings of the Royal Academy of Arts and Sciences, 6. kötet: 809–831.
↑ Poincaré, Henri (1905), On the Dynamics of the Electron, Comptes Rendus T. 140: 1504–1508 (Wikiforrás fordítása)
↑ Einstein, A (1905. június 30.). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik [ német ] ]. 17 (10): 890-921. Bibcode : 1905AnP...322..891E . DOI : 10.1002/andp.19053221004 .Angol fordítás: Perrett, W On the Electrodynamics of Moving Bodies . Fourmilab . Letöltve: 2009. november 27. Az eredetiből archiválva : 2013. február 1.. (határozatlan)
↑ Einstein, A. (1916), Relativitáselmélet: A speciális és általános elmélet , New York: H. Holt and Company
↑ 1 2 Stachel, John (1982), Einstein és Michelson: A felfedezés és a megigazulás kontextusa , Astronomische Nachrichten T. 303 (1): 47–53 , DOI 10.1002/asna.2103030110
↑ Polányi Mihály , Személyes tudás: A posztkritikai filozófia felé , ISBN 0-226-67288-3 , 10–11. lábjegyzet: Einstein Dr. N. Balzason keresztül Polányi kérdésére válaszolva beszámol arról, hogy „A Michelson–Morley-kísérlet nincs szerepe az elmélet megalapozásában." és "..a relativitáselméletet egyáltalán nem azért alapították, hogy megmagyarázza az eredményét." [1] Archiválva : 2021. december 25. a Wayback Machine -nél
↑ Jeroen, van Dongen (2009), On the Role of the Michelson–Morley Experiment: Einstein in Chicago , Archive for History of Exact Sciences 63. kötet (6): 655–663 , DOI 10.1007/s00407-009-0050-5
↑ 1 2 Mansouri, R.; Sexl, R. U. (1977). „A speciális relativitáselmélet tesztelmélete: III. Másodrendű tesztek". Gen. Rel. Gravit . 8 (10): 809-814. Bibcode : 1977GReGr...8..809M . DOI : 10.1007/BF00759585 .
↑ Norton, John D. (2004). „Einstein vizsgálatai a Galilei Kovariáns Elektrodinamikáról 1905 előtt” . Archívum az egzakt tudományok történetéhez . 59 (1): 45-105. Bibcode : 2004AHES...59...45N . DOI : 10.1007/s00407-004-0085-6 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2009-01-11 . Letöltve: 2022-01-26 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
↑ Swenson, Loyd S. (1970). "A Michelson-Morley-Miller kísérletek 1905 előtt és után". Csillagászattörténeti folyóirat . 1 (2): 56-78. Bibcode : 1970JHA.....1...56S . DOI : 10.1177/002182867000100108 .
↑ Swenson, Loyd S., Jr. Az éteri éter: A Michelson-Morley-Miller Aether-drift-kísérletek története, 1880–1930 . - University of Texas Press, 2013. - ISBN 978-0-292-75836-0 . Archiválva : 2021. november 30. a Wayback Machine -nél
↑ Thirring, Hans (1926). „Prof. Miller Ether Drift Experiments. természet . 118 (2959): 81-82. Bibcode : 1926Natur.118...81T . DOI : 10.1038/118081c0 .
↑ 12 Michelson , AA; et al. (1928). „Conference on the Michelson–Morley Experiment Held at Mount Wilson, február, 1927” . Astrophysical Journal . 68 , 341-390. Bibcode : 1928ApJ....68..341M . DOI : 10.1086/143148 .
↑ Shankland, Robert S.; et al. (1955). "New Analysis of the Interferometer Observations of Dayton C. Miller." Szemle a modern fizikáról . 27 (2): 167-178. Bibcode : 1955RvMP...27..167S . DOI : 10.1103/RevModPhys.27.167 .
↑ Roberts, TJ (2006), Magyarázat Dayton Miller anomális "éter-sodródás" eredményéhez, arΧiv : physics/0608238 .
↑ Relativitáselmélet GYIK (2007): Mi a speciális relativitáselmélet kísérleti alapja? Archivált : 2009. október 15. a Wayback Machine -nél
↑ Haugan, Mark P.; Will, Clifford M. (1987. május). „A speciális relativitáselmélet modern tesztjei” (PDF) . Fizika ma . 40 (5): 67-76. Irodai kód : 1987PhT....40e..69H . DOI : 10.1063/1.881074 . Letöltve: 2012. július 14 .

Irodalom

Mlodinov L. Euklideszi ablak. A geometria története a párhuzamos egyenesektől a hipertérig. - M. : Gayatri / Élőkönyv, 2014. - 368 p. - ISBN 978-5-904584-60-3 .
Swenson, L.S. Michelson-Morley-Miller kísérletek 1905 előtt és után // Journal for the History of Astronomy. - 1970. - 1. évf. 1 . - 56-78 . o .

Linkek

Fizikai enciklopédia. T. 3. - M .: Nagy Orosz Enciklopédia. — 27. o. Archivált : 2012. március 2. a Wayback Machine -nél — 28. Archivált : 2005. március 11. a Wayback Machine -nél .
G. A. Lorentz . 89-92. Michelson-féle interferenciakísérlet // Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern. – Leiden, 1895
A "Michelson-Morley-kísérletről" egyszerű nyelven Archiválva : 2011. szeptember 13. a Wayback Machine -nél

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán nagy kínai Nagy orosz Nagy Szovjet (1 kiadás) Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	J9U : 987007570468905171 LCCN : sh2011004356

A speciális relativitáselmélet kísérleti igazolása
Sebesség/izotrópia	Michelson tapasztalata A Kennedy-Thorndike élmény Ives-Stilwell kísérlet Kísérletek optikai rezonátorral De Sitter kísérlete kettős csillaggal Hammar tapasztalat Neutrinó sebességmérés
Lorentz invariancia	Modern keresések a Lorentz-változatlanság megsértésére Hughes és Drever kísérletei Troughton-Noble kísérlet Rayleigh és Brace kísérletei Troughton-Rankin kísérlet hu: Lorentz megsértésének antianyag tesztjei hu: Lorentz-sértő neutrínó oszcillációk hu: Lorentz-sértő elektrodinamika
Időtágulás Lorentz kontrakció	Ives-Stilwell kísérlet Kísérletek a Mossbauer rotorral hu:Az idődilatáció kísérleti tesztelése Hafele-Keating kísérlet Hossz-összehúzódások megerősítései
Energia	hu: A relativisztikus energia és lendület tesztjei Kaufman-Bucherer-Neumann kísérletek
Fizeau/Sagnac	Fizeau tapasztalata A Sagnac élmény Michelson-Gal-Pearson kísérlet
Alternatívák	Az éterelmélet cáfolatai A ballisztikai elmélet cáfolata
Tábornok	Egyirányú fénysebesség hu: Speciális relativitáselméletek hu:Standard-Model Extension