اثبات مجدد تئورى نسبيت اينشتين توسط فيزيكدانان آلمانى

� تجارب همه روزه ما، همخوانى ندارد. با اين وجود، "انبساط زمان" يك واقعيت است، كه در سال ۱۹۷۱، توسط ساعتهاى اتمى، در داخل هواپيماهاى پر سرعت ثابت گرديد.با اين وجود، فيزيكدانان آلمانى ميخواستند اين موضوع را دقيقتر بررسى كنند.

قلب تپنده انستيتوى فيزيك هسته اى ماكس پلانك، يك دستگاه شتاب دهنده ذرات است، كه در هالى به بزرگى جايگاه نگهدارى هواپيماها قرار گرفته است. گيدو زاتهوف بزحمت ميتواند در هنگام كار ترانسفورماتورها و دستگاههاى توليد كننده خلا، صداى خود را به گوش ما برساند:"داستان از اينجا آغاز ميشود. ما اينجا يك قفس فارادى داريم كه، درون آن يك منبع يونى جاى گرفته است."

اين فيزيكدان متخصص، به تانكى نارنجى رنگ و به شكل يك سوسيس بسيار بزرگ اشاره ميكند و ميافزايد، در درون اين محفظه، يك جريان الكتريكى فشار قوى، يونهاى عنصر ليتيوم را تحريك كرده و به ميزان ۱۹ هزار كيلومتر در ثانيه، به شتاب در مياورد. اين سرعت كه برابر با يك ششم سرعت نور ميباشد، براى اين كافيست كه آنها بتوانند، در طى ۲ ثانيه يكبار، بدور زمين بگردند.

بر اساس فرضيه نسبيت اينشتين، بايستى ساعت درونى ذرات پرسرعت يونها، آهسته تر كار كند، تا ساعت مچى زاتهوف. به گفته او:" بر اساس نظريه اينشتين، تقريبآ يك مميز ۲ هزارم مرتبه آهسته تر. يعنى، ۲ هزارم ثانيه آهسته تر از ساعتهاى آزمايشگاه و ما ميتوانيم بوسيله اسپكتروسكوپ ليزرى اين فاكتور را، تا رقم دهم بعد از مميز نيز، دقيقآ محاسبه كنيم."

سفر يونهاى ليتيوم در سالن جانبى انستيتوى ماكس پلانك خاتمه مييابد. در اين محل مغناطيسهاى قوى، اين يونها را واميدارند، تا در مدارى دايروى حركت كنند. اين لوله دايره مانند آلومينيومى، ۵۵ متر درازا دارد و در درون آن، يونها با شتاب ۳۳۰ هزار دور در ثانيه، در حركتند. به علت زياد بودن تعداد سيم پيچها، كابلها و ديگر وسايل الكترونيكى، خود اين لوله خالى از هوا را، به زحمت ميتوان ديد.

زاتهوف ميافزايد:"اين ذرات، خود به عنوان يك ساعت كار ميكنند. به اين صورت كه آنها ميتوانند نوسان داشته باشند. كار يك ساعت، هميشه بر پايه يك سيستم نوسان كننده ميباشد. در يك ساعت پاندول دار، پاندول ساعت است كه نوسان ميكند و در يك ساعت كوارتز، كريستال كوارتز، اين حركت را انجام ميدهد. اتمها و الكترونهاى درون آنها نيز ميتوانند نوسان داشته باشند. اين ذرات، در مقايسه با يك كريستال كوارتز با سرعت بيشترى نوسان ميكنند. همين امر اين اجازه را به ما ميدهد كه، بتوانيم زمان را با دقت بسيارى بسنجيم."

فيزيكدانان براى محاسبه اين زمان از اشعه ليزر استفاده ميكنند. به اين ترتيب، پژوهشگران پوشش الكترونى يونهاى شتابدار ليتيوم را هدف قرار داده و آنها را براى نوسانات مشخصى تحريك ميكنند. در اين حالت، يونهاى مزبور نور فلئورسانس از خود متساعد ميسازند كه، نشان دهنده آنست كه، ساعت درونى آنها، با چه سرعتى در حال كار كردن ميباشد.

در زير زمين موسسه ماكس پلانك، زير نورى ضعيف و در پس يك پرده پلاستيكى سياه رنگ، يك ميز به بزرگى ميز پينگ پونگ قرار دارد. ۳ دستگاه بزرگ ليزر و شمار زيادى عدسى و آينه، بر اين ميز جاى گرفته اند. تنها سوار كردن اين سيستم دقيق نورى ۳ سال تمام، زمان نياز داشت.

تاكنون كارشناسان آلمانى موفق شده اند، فرمول اينشتين را با دقت ۱۰ رقم بعد از مميز نيز تائيد كنند. اما آنها قصد دارند بزودى، اين آزمايشها را با دستگاه قويترى، در شهر دارمشتات به انجام رسانند.