On Fri, 24 Apr 1998, Varga Jo'ska  'jo'-szte't.edu wrote:
> A Michelson-Morley kiserletben a fenyforras es az ernyo egyutt mozog.
> Ezert a Klasszikus Mechanika legalabb ketfelekepp tudja magyarazni a
> bizonyitvanyat:
>
> 1. Hozzam (a megfigyelohoz, az ernyohoz, a Foldhoz) kepest c-vel terjed
> minden feny (de persze mashoz kepest nem). Vagyis van eter (de csak a
> feny szempontjabol erdekes), es hozzam igazodik. A mechanikaban nem, de
> az optikaban en vagyok a vilag kozepe***.
>
> 2. Nincs eter, de a fenyforras sebessege hozzaadodik a fenyehez, mint
> puska sebessege a lovedekhez.
....
> Marad az elso, a "dualis vilagkep": a mechanikaban nincs kituntetett
> rendszer, de az "optikaban" van: "Az eter en vagyok".
> Azon kivul, hogy ez bantja egyesek szimmetriaerzeket, meg semmi
> kezzelfoghato cafolatot nem lattunk ra. Ilyen ellenerv lehetne peldaul,
> hogy a foldkozeli keringes sebessege 8 km/s, ami nem sokkal kisebb, mint
> a Fold 30 km/s-a, tehat az ursiklon elvegzett kozonseges MM eleg ahhoz,
> hogy eldontse, mi az abra, es el is dontotte. Vagy, hogy nem is volt ra
> szukseg, mert a nemtommilyen reszecske nagy sebessegekre gyorsitva pont
> ugy viselkedik, ahogy a relativitas elmelet eloirja. Vagy akarmi. Ilyen
> biztositekra vagyunk mi, a tudasra szomjas tomeg, es ha szerencsesek
> vagyunk, a fizikusok mellebeszeles es ertetlenkedes helyett nemsokara
> tucatnyi konkret bizonyitekkal fognak minket elkapraztatni, es akkor
> vegre a legzaklatottabb olvaso is boldogan hajthatja nyugalomra
> osszezavart fejet.
A masodik esetet vegul is te is kizartad, mert nem latunk kuszasagot
a tavolabbi csillagok keringeseben sem, hanem ugyanugy a Kepler-
torvenyeknek engedelmeskednek.
Az elso pont ugyanigy kizarhato, mert ha egy csillag kibocsat fenyt,
te meg megnezed, akkor a csillag ugyanolyan "megfigyelo", mint te,
tehat nem lehet megmondani, hogy kihez kepest kell a fenynek c-vel
terjednie. A relativitaselmelet atvagja a Gordiuszi csomot, es azt
mondja, hogy mindket felhez kepest ;-)
Az altalam emlitett Doppler-effektus kulonben olyan "kiserlet", ami
a relativitaselmeletet igazolja, hiszen tavolsagot tobbfele modszerrel
lehet merni. Csillagasz tudna teljes felsorolast adni, de van valami
cepheida-modszer, amit mar elfelejtettem, micsoda, pedig megboldogult
tizeneves koromban en is csillagasz akartam lenni. Lehet parallaxis-
modszerrel (haromszogeles) a kozelebbi csillagokat.
Masik nagyon fontos kiserleti bizonyitek az un. kozmikus muonok esete.
Ezek nem igazan "kozmikusak", hiszen a muon atlagos elettartama kb. 2.2
mikroszekundum, azaz ctau-juk (a fenysebessegel szorzott elettartamuk)
658,654 m (ez pontos adat, tablazatbol vettem). Ezek a muonok a legkor
felso reszeben kozmikus sugarzasbol keletkeznek (gamma sugarzasbol
parkeltessel), TeV-es nagysagrendu energiajuak.
Eleg magasan kell keletkezniuk, mert meg a Himalaja tetejen sem
erzekelheto a gamma sugarzas (az ultraibolya az mar jelentos ott is).
A muonok exponecialis idofuggveny szerint bomlanak, ennek idoallandoja
a fent emlitett atlagos elettartam, ami azt jelenti, hogy mondjuk
ha 10 ezer m magasan keletkeznek, akkor a Fold felszinere fenysebesseggel
is csak exp(-659/10000)~exp(-15)-od reszuk jut le. A kiindulo adatokat
(kozmikus sugarzas intenzitasa, energiaja, hataskeresztmetszetek)
meresekbol tudjuk. Tudjuk, mennyi kb. muon keletkezik es emiatt
mennyinek kellene a felszint elernie (ballonos meresekkel a legmagasabb
hegyeknel is magasabban is mertek, azonkivul urhajoban is), ennel sokkal
tobb muont latunk. Egy embert nehany masodpercenkenmt eltalal egyebkent
egy ilyen TeV-es muon, ezt eleg egyszeru egy szikrakamraval demonstralni.
A muonok sebesseget is lehet merni, nem haladjak meg a feny sebesseget
vakuumban (ilyen sebessegmeres pl. a Cserenkov-effektus kihasznalasaval
lehetseges) azaz c-t.
Mindez, amit eddig elmondtam a muonokrol, a klasszikus fizikaban
lehetetlen, de a relativitaselmelet az idodilatacio (oralassubbodas)
jelensegevel magyarazatot ad, mivel az atlagos elettartamot a sajat-
idoben kell erteni, mert a reszecske "arrol tud".
A sajat ido fenysebesseghez kozeli sebessegnel sokkal lassabban jar
(a fotone "nem jar, az nem oregszik :-)"), ezert messzebbre jut a
mi megfigyelo rendszerunkben, mint klasszikusan varnank. A muon
rendszereben pedig rohan a muon fele egy mozgasiranyban kontrahalt Fold
(ami igy egy lepeny egy labda helyett, vagy olyan, mint egy
burleszkfilm, amiben a joisten tortaval dobalozik ;-), ezert tud melyebben
belehatolni.
Egy mai reszecskefizikai kiserletben kaonok (az un. K-short) szabad
uthosszanak merese (ctau=2,6762 cm), pontosabban ennek veges, azaz
nemzerus volta miatti effektusok kikuszobolese mindennapi rutinfeladat.
A kaonok tavolsageloszlasa termeszetesen (a relativitaselmelet
ismereteben) nem exponencialis, de ha egy Lorentz-transzformaciot vegzunk
(ami a gyakorlatban az x repulesi hossz helyett a ctau=x*m/p mennyiseg
kiszamitasat jelenti, m a tomeg, p az impulzus, ezeket a kiserlet meri),
akkor a kapott mennyiseg exponencialis eloszlasu lesz, aminek idoallandoja
a keresett elettartam. Es mindez az impulzustol, sebessegtol fuggetlen,
ami ismet igazolja a relativitaselmelet kepleteit.
A mai reszecskefizikai szamitasokban a specialis relativitaselmelet
tulajdnokeppen elemi alap, amit mindig hasznalunk, ha nem lenne igaz
a sepc.rel. akkor minden fejreallna, es egy uj elmeletnek mindent
meg kellene magyaraznia, nem eleg egy jelenseget mashogy megmagyarazni.
HP
|
