Файл: Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all.pdf

Глава 20. Новая экспериментальная проверка СТО

Следовательно, молекулы должны иметь кажущееся замедле- ние для наблюдателя в лаборатории, равное разности между этими двумя величинами или коэффициенту

Первая малая поправка – это хорошо известный доплеровский эффект, он не зависит от эфирного ветра. Вторая малая поправка –

это член uv/c2 , если мы следуем представлениям о простом эфире, а не замедлению времени в генерации молекул, как это и постули- ровано Меллером в первоначальном обсуждении 102.

Из изложенного выше становится ясно, что недостаточность видеть некоторое изменение во временном эквиваленте малой со-

ставляющей части величины uv/c2 может быть объяснена и без допущения замедления времени для тех, кто хочет придерживаться теории эфира с такими особенностями. Следовательно, экспери- мент более близок к эксперименту Кеннеди–Торндайка103, чем Майкельсона и Морли. Нулевой результат Майкельсона и Морли нуждается, конечно, только в привлечении понятия фицжеральдов- ского сокращения для его объяснения.

Для выполнения нашего эксперимента два аммиачных лучевых мазера с противоположным направлением лучей были смонтирова- ны на раме, которая вращалась вокруг вертикальной оси. Частоты этих генераторов составляли примерно 23.870 мГц. Тепловая ско- рость u = 0,6 км/с для NH3 при комнатной температуре. Если ор- битальная скорость Земли предположительно и есть скорость дви- жения сквозь эфир, то v = 30 км/с, а изменение частоты составит

4uvν /c2 = 20 Гц, когда мазеры повернутся на 180° от первона-

чальной позиции восток-запад в полдень или в полночь.

В изменениях относительной частоты двух мазеров случайные флуктуации составили около 1/10 Гц. На протяжении продолжи-

102Moller С. // Nuovo Cimento. 1957. Vol.6. Supp. P.381.

103Kennedy R.J., Thorndike E.M. // Phys. Rev. 1932. Vol.42. P.400.

327

Дж.П.Серархольм, Ч.Х Таунс. 1959 г.

тельного периода, требуемого для проведения измерений, до и по- сле поворота средняя частота изменилась не более, чем на 1/50 Гц или на 1/10 . Следовательно, вариации в 20 Гц, ожидаемые из эфирной теории, должны быть легко обнаруживаемые самом деле, были отмечены вариации около 1 Гц при вращении двух мазеров. Однако эти вариации могут быть устранены с помощью магнитной защиты мазеров, но без экранировки оставалась константа около 1/50 Гц при повороте Земли на 1 об. в течение 24 ч. Это показыва- ет, что сдвиг не более 1/50 Гц может быть приписан эфирному вет- ру.

Эксперимент с использованием вращения двух мазеров был тщательно выполнен в начале дня 20 сентября 1958 г.104. Не было зарегистрировано никакого эффекта, превышающего 1/50 Гц. Сле- довательно, поскольку орбитальной скорости Земли 30 км/с долж- но соответствовать изменение частоты в 20 Гц, эфирный ветер не мог быть большим, чем 1 /1000 от этой величины или 30 м/с. Ко- нечно, возможно, что движение Земли было скомпенсировано в это время года движением Солнечной системы сквозь эфир. Поэтому эксперимент был повторен в Ватсоновской лаборатории в течение 24-часовых оборотов на протяжении почти трехмесячного интер- вала в течение года. Но ни на одном из этих оборотов не было по- лучено эффекта, превышающего 1/50 Гц.

Настоящий эксперимент установил верхний предел скорости эфирного ветра около 1/50 той, которая следовала из предшест- вующих экспериментов. Такая часть определена тем, что измерен- ный эффект линеен относительно скорости эфирного ветра v . Эксперимент же типа эксперимента Майкельсона–Морли рассчи-

тан на частичное изменение величины v2 /2c2 , которая по порядку больше, чем величина uv/c2 , обсуждаемая здесь. Верхний предел

в 1/400 v2 /2c2 установлен очень тщательно экспериментами Йо- са105 с интерферометром Майкельсона. Однако, поскольку это член второго порядка относительно v , верхний предел, установленный для скорости эфирного ветра, есть 1/20 орбитальной скорости Зем- ли или 1,5 км/с. Настоящие же эксперименты имеют то преимуще-

104Cedarholm J.P., Bland G.F., Havens B.L., Townes C.H. // Phys. Rev. Let. 1958. Vol.1. P.342.

105Joos G. // Ann. Physik. 1930. Vol.7. P.385.

328

Глава 20. Новая экспериментальная проверка СТО

ство, что ожидаемый эффект пропорционален v , а также то, что двое часов могут теперь сравниваться с много большей точностью, чем два расстояния. Этот эксперимент, включающий сравнение

двух мазерных генераторов с точностью 1/1012 , может быть, явля- ется наиболее точным экспериментом из всех, до сих пор описан- ных.

Для большинства физиков подтверждение постулатов специ- альной теории относительности об отсутствии абсолютного движе- ния может и не являться сюрпризом, и более точная эксперимен- тальная проверка может быть даже не важна, потому что этот по- стулат воспринимается интуитивно удовлетворительно и признает- ся вполне правильным. Нужно, однако, заметить, что положитель- ный эффект в данном эксперименте мог бы дать новую информа- цию без необходимости изменения основных принципов теории относительности. Скорость движения Земли включает в себя ско- рость относительно других частей Солнечной системы, так же как и относительно неподвижных звезд и внешних галактик. Следова- тельно, это относительное движение может, в принципе, создать некоторую анизотропию в пространстве и некоторый сдвиг отно- сительно частоты двух мазеров, когда они поворачиваются на 180°.

Дике предположил 106, что эффект, производимый движением по отношению к неподвижным массам Вселенной, должен сущест- вовать реально, но он может иметь порядок тонкой структурной константы а, уменьшая влияние эфирного ветра. Это соответствует частотному сдвигу в настоящем эксперименте порядка 1/7 Гц. Причины, излагаемые Дике, по которым такой сдвиг может суще- ствовать, спекулятивны, но очень интересны. Настоящие результа- ты не дали сдвига более 1/50 Гц, который несколько отличается по

порядку от величины 4α u vν /c2.

Оптические мазерные генераторы должны также сами по себе представлять интерес для экспериментов по специальной теории относительности, поскольку с их помощью, вероятно, можно будет

проверять такие изменения в длине, как 1/1012 . Оптический мазер- ный генератор может быть сконструирован с резонансом между двумя эталонными пластинами, которые ближе по частоте, чем

106 Dicke R.H. // Proc. Symp. Quantum Electronics. Columbia Univ. Press. 1960.

329

Дж.П.Серархольм, Ч.Х Таунс. 1959 г.

атомный резонанс энергий, В этом случае частота должна зависеть от расположения пластин и будет стабильнее, чем в атомных час- тотах. Установлено, что генератор будет монохроматическим в

пределах 1/1011 . Это предполагает эксперимент, в котором генера- ции от двух оптических мазеров образуют биение в фотоэлементе. Один из мазеров может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Если исходить из теории эфира, частота биения должна изменяться

на величину ± v2ν/2c2 по тем же самым причинам, что и в экспе- рименте Майкельсона–Морли, что предполагалось увидеть как из-

менение в длине оптического пути. Составляющая v2 /c2 есть

10−8 , так что это может быть обнаружено в настоящее время с от- личной точностью.107

Nature. October 31. 1959. Vol. 184, № 4696. P.1350–1351.

107 Schawlow A.L., Townes C.H. // Phys. Rev. 1958. Vol. 112. P. 1940.

330

Глава 21. Результаты повторения эксперимента Д.К.Миллера …

21. Ю.М.Галаев. Результаты повторе-

ния эксперимента Д.К.Миллера в диа- пазонах радио и оптических волн (2011)

Юрий Михайлович Галаев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник института радиофизики и электроники им. А.Я.Усикова НАН Украины

Представлены итоги повторения оптического эксперимента Д.К.Миллера. Ис- следования выполнены в диапазонах радио– и оптических волн методами измерений перво- го порядка. Коэффициенты корреляции, вы- численные между результатами сопоставляе-

мых экспериментов, лежат в пределах 0,73 − 0,85, что может служить ос- нованием для положительной оценки достоверности экспериментов Д.К.Миллера. Отрицательные итоги экспериментов А.А.Майкельсона и А.А.Майкельсона − Э.В.Морли объяснены недостаточной чувствительно- стью измерительных устройств.

Введение

Итоги оптических экспериментов А.А.Майкельсона 1881 г. [1, 2] и А.А.Майкельсона, Э.В.Морли 1887 г. [3, 2] привели к мысли об отсутствии на земной поверхности эфирного ветра. Тем не менее, авторы работы [3, 2] отметили: "…что может быть без-

надежно пытаться решить вопрос о движении Солнечной систе- мы путем наблюдений оптических явлений на поверхности Земли. Но не невозможно обнаружить относительное движение аппа- ратом, подобным использованному, на средних высотах над уров- нем моря, например, на вершине отдельно стоящей горы. Вероят- но, если эксперимент будет когда-либо проводиться в подобных условиях, кожух аппарата должен быть выполнен из стекла или вообще отсутствовать".

331