Einsteins kosmische Höchstgeschwindigkeit herrscht vorerst noch

Die Geschwindigkeit des Lichts gilt als der ultimative kosmischen Tempolimit Dank Einsteins Spezielle Relativitätstheorie. Aber Physiker sind nicht zufrieden, diese Grenze zu übernehmen, ohne es zu testen.

Hier kommt ein neues Experiment mit Elektronen. Physiker messen die Energie benötigt, um die Geschwindigkeit der Elektronen zu ändern, wie sie hüpfte von einem Orbital innerhalb der Atome von Dysprosium, während die Erde über einen Zeitraum von 12 Stunden gedreht. Dadurch konnten die Wissenschaftler zu messen, dass die maximale Geschwindigkeit eines Elektrons, die nach speziellen Relativitätstheorie die Lichtgeschwindigkeit sein sollte, in alle Richtungen innerhalb 17 Nanometern pro Sekunde entspricht. Diese Messung war 10-Mal präziser als bisherige Tests der Elektronen maximale Geschwindigkeit.

So weit, Einstein kommt noch an der Spitze, und die Theorie hält. Aber die Forscher hoffen, follow-up das Experiment mit einer genauer Prüfung, die in der Lage, stossen Löcher in der speziellen Relativitätstheorie erweisen könnten. Das könnte tatsächlich eine gute Sache, Wissenschaftler sagen, zumindest im Hinblick auf die Weiterentwicklung der Physik sein. [10 Auswirkungen schneller als Licht zu reisen]

"Als Physiker, ich möchte wissen, wie die Welt funktioniert, und jetzt unsere besten Modelle wie die Welt funktioniert-das Standardmodell der Teilchenphysik und von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie – nicht bei hohen Energien zusammenpassen" Physiker Michael Hohensee von der University of California, Berkeley, sagte in einer Erklärung. "Durch Punkte des Bruchs in die Modelle zu finden, können wir beginnen, diese Theorien zu verbessern."

Die nächste Iteration des Experiments sollte bis zu tausendmal empfindlicher, die mächtig genug, um schließlich zu entdecken, Abweichungen von den Vorhersagen der speziellen Relativitätstheorie erweisen, möglicherweise den Weg für eine differenziertere Theorie zeigen, die einige der aktuellen Rätsel der Physik lösen können.

"Diese Technik öffnet die Tür zum Studium einer ganz anderen Reihe von Parametern, die noch interessant und wichtig sein könnte," sagte Dmitry Budker, einem anderen Physiker an der University of California, Berkeley, in einer Erklärung.

Während ähnliche Fragen über die Geschwindigkeit des Lichts durch leistungsstarke Experimente wie die riesigen Atom Smasher in der Schweiz, der Large Hadron Collider (LHC), untersucht werden konnte wurde das Elektron Experiment hier relativ einfach und kostengünstig.

"Sie können versuchen, diese Theorien mit großen Beschleunigern Sonde, aber Sie müssten Elektronen mit sieben Mal die Energie der Protonen am LHC, zu produzieren", sagte Hohensee. "Oder Sie blickt auf hochenergetische Phänomene in der Ferne Sterne oder schwarze Löcher, aber die sind nicht im Labor und nicht vollständig verstanden. Stattdessen blicken wir nach beweisen, die das standard-Modell oder allgemeine Relativitätstheorie brechen in Niedrigenergie-Maßstäben in kleinen Schritten in eine Tischplatte Experiment."

Die Forschung wird in einer kommenden Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

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