Se kuulostaa tieteiskirjallisuudelta, mutta aika, jonka koet kahden tapahtuman välillä, riippuu suoraan reitistä, jonka valitsit maailmankaikkeuden läpi. Toisin sanoen Einsteinin teoria erityisestä suhteellisuudesta väittää, että nopealla raketilla matkustava henkilö ikääntyisi hitaammin kuin ihmiset takaisin maan päällä.
Vaikka harvat fyysikot epäilevät Einsteinin oikeutta, on tärkeää tarkistaa ajan dilaatio parhaalla mahdollisella tarkkuudella. Nyt kansainvälinen tutkijaryhmä, mukaan lukien Nobel-palkittu Theodor Hänsch, Max Planck -optiikan instituutin johtaja, on tehnyt juuri tämän.
Erityisen relatiivisuuden testit ovat vuodelta 1938. Mutta kun aloimme siirtyä avaruuteen säännöllisesti, meidän piti oppia käsittelemään ajan laajenemista päivittäin. Esimerkiksi GPS-satelliitit ovat periaatteessa kellot kiertoradalla. He kulkevat mahtava nopeudella 14 000 kilometriä tunnissa selvästi maanpinnan yläpuolella 20 000 kilometrin etäisyydellä. Joten suhteessa maassa olevaan atomikelloon ne menettävät noin 7 mikrosekuntia päivässä, joka on otettava huomioon, jotta ne toimivat kunnolla.
Aikataulumisen testaamiseksi paljon suurempaan tarkkuuteen Benjamin Botermann Johannes Gutenberg -yliopistosta, Saksa, ja kollegansa kiihdytti litiumioneja kolmannekseen valon nopeudesta. Tässä Doppler-vaihto tulee nopeasti peliin. Mahdolliset havaitsijaa kohti lentävät ionit siirretään sinisellä ja kaikki irti tarkkailijasta lentävät ionit siirtyvät punaisella.
Taso, jolla ioneilla tapahtuu Doppler-muutos, riippuu niiden suhteellisesta liikkeestä havaitsijan suhteen. Mutta tämä myös heikentää heidän kellonsa ajamista hitaasti, mikä siirtää valoa punaisesti tarkkailijan näkökulmasta - vaikutus, jonka sinun pitäisi voida mitata laboratoriossa.
Joten joukkue stimuloi siirtymiä ioneissa käyttämällä kahta vastakkaiseen suuntaan etenevää laseria. Sitten kaikki ionien absorptiotaajuuden muutokset ovat riippuvaisia Doppler-vaikutuksesta, jonka voimme helposti laskea, ja punasiirtymästä, joka johtuu ajan dilaatiosta.
Ryhmä vahvisti aikansalaajennusennusteen muutamiin osiin miljardia kohden parantuen aiempiin rajoihin verrattuna. Tulokset julkaistiin lehdessä 16. syyskuuta Fyysiset tarkistuskirjeet.
