サイエンスフィクションのように聞こえますが、2つのイベントの間に経験する時間は、宇宙を進む経路に直接依存します。言い換えれば、アインシュタインの特殊相対性理論は、高速ロケットで移動する人は地球に戻る人よりもゆっくりと老化することを前提としています。
アインシュタインが正しかったことを疑う物理学者はほとんどいませんが、可能な限り最高の精度で時間の遅れを検証することが重要です。現在、マックス・プランク光学研究所の所長であるノーベル賞受賞者のテオドール・ヘンシュを含む国際的な研究チームがこれを行っています。
特殊相対性理論のテストは1938年にさかのぼります。しかし、私たちが定期的に宇宙に行き始めたとき、私たちは日常的に時間の遅れに対処することを学ぶ必要がありました。たとえば、GPS衛星は基本的に軌道上の時計です。彼らは、20,000キロの距離で地球の表面をはるかに上に時速14,000キロの驚異的な速度で移動します。したがって、地上の原子時計と比較すると、1日あたり約7マイクロ秒の時間が失われます。これは、適切に機能するために考慮する必要がある数値です。
時間拡張をより高い精度でテストするために、ドイツのヨハネスグーテンベルク大学のベンジャミンボターマンらは、リチウムイオンを光速の3分の1に加速しました。ここでは、ドップラーシフトがすぐに使用されます。観測者に向かって飛ぶイオンは青にシフトし、観測者から離れて飛ぶイオンは赤にシフトします。
イオンがドップラーシフトを受けるレベルは、観測者に対する相対的な動きに依存します。ただし、これにより時計の動作が遅くなり、観察者の視点から光が赤方偏移します。これは、ラボで測定できるはずの効果です。
したがって、チームは、反対方向に伝播する2つのレーザーを使用して、イオンの遷移を刺激しました。次に、イオンの吸収周波数のシフトは、簡単に計算できるドップラー効果と、時間の膨張による赤方偏移に依存します。
チームは時間拡張予測を数十億分の2に検証し、以前の制限を改善しました。調査結果は9月16日にジャーナルに掲載されました 物理的レビューレター。
