Какой эксперимент подтверждает эффект замедления времени?

Сотрудники Национального института стандартов и технологий (США) реализовали относительно простой эксперимент с использованием двух атомных часов, результаты которого подтверждают выводы теории относительности, пишет Хорошие новости.

Под замедлением времени понимают два схожих эффекта. Первый проявляется в случае двух наблюдателей, которые равномерно движутся друг относительно друга: каждому из них будет казаться, что часы второго участника эксперимента снижают темп хода. Аналогичное явление — гравитационное замедление времени — можно зарегистрировать при помощи наблюдателей, находящихся на разном расстоянии от некоей тяготеющей массы. Тому, кто удалён на большее расстояние, часы партнёра будут представляться «замедленными» .

Эти эффекты неоднократно наблюдались в опытах разной степени сложности. Наиболее известен проведённый в 1971 году эксперимент Хафеле — Китинга, в котором использовались цезиевые атомные часы. Приборы установили на борту авиалайнеров, облетевших Землю в восточном (совпадающим с направлением вращения Земли) и западном направлениях, после чего эти часы сравнили с часами, оставленными в Военно-морской обсерватории США.

Авторы новой работы применяли гораздо более точные оптические часы на ионах алюминия 27Al+, о которых мы рассказывали в начале года. Такие приборы накапливают ошибку в одну секунду более чем за 3,7 млрд лет.

Часы находились в разных лабораториях и были соединены 75-метровым отрезком оптоволокна. Сначала учёные приподняли одно устройство на 33 см и зарегистрировали относительное увеличение частоты их «тикания» на 4•10-17, что эквивалентно расхождению на 90 миллиардных долей секунды за 79 лет. Во второй части опыта физики с помощью осциллирующего электрического поля заставили ион алюминия в одних часах двигаться со скоростью менее 10 м/с. Здесь измеренный относительный сдвиг частоты оказался равен 6•10-16.

«Я думаю, наш эксперимент должен напомнить всем о том, что эффекты теории относительности вполне реальны, — говорит руководитель работ Чинь-вэнь Чоу (Chin-wen Chou). — Каждый день люди куда-то идут и поднимаются по лестницам, не задумываясь о том, что релятивистские явления теоретически можно зарегистрировать даже в таких банальных ситуациях» .