Vienvirziena gaismas ātruma mīkla

Ja jums būtu jāizvēlas viena ideja, kas ir 20. gadsimta fizikas simbols, laba kandidāte būtu gaismas ātruma universālā noturība. Kad Einšteins izvirzīja šo jēdzienu īpašajā relativitātes teorijā, tas atrisināja sen pastāvošo noslēpumu, kāpēc mērījumi neuzrādīja nekādas gaismas ātruma izmaiņas Zemes kustībā kosmosā.

Tas arī ieviesa ideju par telpu-laiku kā vienotu vienību. Tas tieši noved pie fizikas likumu atvasināšanas kā telpas laika simetrijas, kas ir bijis ļoti svarīgs gan vispārējai relativitātei, gan daļiņu fizikas standarta modelim.

Tātad apšaubīt “c” nemainīgumu nozīmē raisīt pretrunas. Un tomēr ir pamats domāt, ka mums šī hipotēze noteikti ir jāizpēta sīkāk, izmantojot eksperimentālās fizikas rīkus, saka Farids Ahmeds un draugi Jorkas Universitātē Toronto Kanādā. Šodien viņi sniedz mums interesantu pārskatu par dažādiem mērījumu veikšanas veidiem.

Eksperimenti gaismas ātruma noturības mērīšanai iedalās divās kategorijās, saka Ahmeds un citi. Pirmajā ir tādi eksperimenti kā slavenais Michelson Morely interferometrs, kas mēra gaismas ātrumu turp un atpakaļ pa kādu slēgtu cilpu. Tas būtībā ir tā vidējais ātrums kādā attālumā un atpakaļ.

Nekad nav atrastas nekādas izmaiņas, taču šie eksperimenti atstāj atklātu iespēju, ka gaismas ātrums katrā ceļojuma posmā ir atšķirīgs. Tātad ir vēl viena eksperimentu kategorija, kas mēģina izmērīt vienvirziena gaismas ātrumu.

Uzreiz rodas interesants jautājums: kā izmērīt vienvirziena gaismas ātrumu? Izrādās, ir dažādas metodes. Viena no idejām ir saistīta ar gamma staru emisiju un absorbciju ar noteiktu veidu atomiem cietā vielā. Absorbcijas process ir ļoti jutīgs pret gamma staru enerģiju. Tātad, ja gaismas ātrums (un līdz ar to arī tās enerģija) mainās atkarībā no virziena, tad arī absorbcijas ātrumam vajadzētu mainīties.

60. un 70. gados dažādi fiziķi meklēja virziena atkarību, rotējoša diska malā novietojot gamma staru izstarotāju un centrā – absorbētāju. Pēc tam viņi meklēja jebkādas atšķirības absorbcijas ātrumā, diskam griežoties, bet neatrada.

Arī fiziķi, kuri izmanto citus paņēmienus, nav atraduši nekādas izmaiņas. (Pretrunīgi vērtētais bulgārs Stefans Marinovs apgalvoja, ka ir atradis pierādījumus par gaismas ātruma vienvirziena izmaiņām, taču lielākā daļa fiziķu viņa apgalvojumus neuzskata par pamatotiem.)

Ahmeds un kolēģi saka, ka šie eksperimenti ir jāpilnveido un jāuzlabo, un viņi strādā pie sava vienvirziena gaismas ātruma mērījuma.

Darbam var būt svarīgas sekas. Ahmeds un co norāda, ka stīgu teorija paredz gaismas ātruma noturības pārkāpumu, tāpat kā cita ideja, kas ierosina, ka mainīgs gaismas ātrums atrisinātu dažādas kosmoloģijas problēmas.

Un vienīgais veids, kā to uzzināt, ir izmērīt, cēls mērķis pēc jebkādiem standartiem. Atsauce: arxiv.org/abs/1011.1318 : pārskats par vienvirziena un divvirzienu eksperimentiem, lai pārbaudītu gaismas ātruma izotropiju paslēpties