Хјус-Древеров опит

Хујс-Древеров опит (часовна споредба,часовна анизотропија, изотропија на масата, или опити на енергијата на изотропијата) — спектроскопски тестови на изотропијата на масата и просторот. Како во Мајкелсон-Морлиевиот обид, постоењето на референтен приоритетен систем или другите остапувања од Лоренцовата инваријатност можат да бидат тестирани,кои имаат влијание при важноста на принципот на еквивалентноста. На тој начин овие опити се однесуваат на основните аспекти на двете теории специјалната и општата теорија за релативноста. За разлика од Мајкелсон-Морлиев вид на обиди, Хујс-Древеровиот опит, ја тестира изотропијата на интеракцијата на самата материја, која се состои од протони, неутрони, и електрони. Постигнатата точност прави овој вид на опити, го прави еден од најдобрите опити кој ја потрдиле тоноста на теоријата за релативноста (Погледјате тестови за специјалната теорија за релативноста).^{[A 1] [A 2] [A 3] [A 4] [A 5] [A 6]}

⁷Li-НМР спектар на LiCl (1M) во D₂O. Острината,на неделивата НМР линија на овој изотоп на литиумот ја докажува изотропијата на масата и просторот.

Опитите на Хјус и Древер

Џузепе Кокони и Едвин Ернест Салпитер (1958) задале теорија дека инерцијата зависи од околните маси според Маховиот принцип. Нехомогената распределба на материјата на тој начин би довел до анизотропијата на инерција во различни насоки. Евристичките дискусии довеле до верување дека која и да било инерцијална анизотропија, доколку постои, би предоминирале придонесите на масата од центарот на нашата галаксија.Тие тврделе дека оваа анизотропија може да се набљудува нна два начина: мерејќи го Земановото делење на атомот,^[1] или мерејќи го Земановото делење при јадрената возбудена состојба на Елементот Iron не постои. користејќи го Месбауеровиот ефект. ^[2]

Верон Хјус и сорб. (1960)^[3] и Роналд Древер (1961)^[4] самостојно дспровеле слични спектроскопски експерименти со цел да го тестираат Маховиот принцип. Сепак, тие не го користеле Месбауеровиот ефект но направиле магнетно резонантни мерења на јадрото на литиум-7, чија основната состојба поседува спин од 3⁄2. Основната состојба е поделена на четири еднакво распоредени магнетни енергетски нивоа кои се мерат во магнетно поле во согласност со неивниот магнетен квантен број. Јадрените бранови за различни енергетски нивоа имаат различни просторни распределби во однос на магнетното поле, и на тој начин имаат различни зависности од насоката. Ако изотропијата на масата е задоволена, секоја промена помеѓу еден пар од сосоедните нивоа треба да оддаде фотони со исти честоти, што резултира во една единствена, изострена спектрална линија. Од друга страна пак, ако инерцијата има насочена зависност, треба да се набљудува тројна или проширена резонантна линија. За време на експериментот на Древер во период од 24 часа, Земјата ќе сврти круг околу својата оска, при што оската на магнетните полиња ќе мине низ различни делови од небото. Древер посветил посебно внимание на однесувањето на спектралната линија како магнетните полиња минуале преку центарот на Галаксијата.^{[A 7]} Ни Хјус ниту пак Древер забележале некакви честотни промени кај енергиските нивоа, и поради големата прецизност на нивните експерименти, максималната анизотропија би можела да биде ограничена на 0,04 Hz = 10⁻²⁵ GeV.

Во врска со последиците на нултиот резултат на Маховиот принцип, било докажано од Роберт Дик (1961) дека тоа е во согласност со овој принцип, додека пак просторната анизотропија е иста за сите честички. На тој начин нултиот резултат покажува дека ефектите на инертната анизотропија се,и доколку постојат, универзални за сите честички и месно невидливи.^[5][6]

Современо толкување

Додека мотивот за овој експеримент бил да се тестира Маховиот принцип, оттогаш стана признат како важен тест за Лоренцовите инваријантности и на тој начин специјалната теорија за релативноста. Ова се должи пред сè на анизотропските ефекти во присуство на приоритетниот систем и Лоренцовиот нарушувачки појдовен систем обично се идентификува со КПЗ почетен систем како некој вид на етер (релативна брзина од околу 368 км/s). Затоа, негативниот резултат на Хјус-Древеровиот опит (како и опитот на Мајкелсон-Морлиевиот обид) го исклучува постоењето на таков систем. Особено, Хјус-Древеровите тестови на Лоренцовите нарушувања се опишани од страна на пробната теорија за специјалната релативност изнесена од страна на Марк Хауган и Клифорд Вил. Според овој модел, Лоренцовите нарушувања во присуство на приоритетниот систем можат да доведат до разлики помеѓу максималната реална брзина на масивните честички и брзината на светлината. Ако тие биле различни, својствата и честотите на материјалните заемодејства би се смениле исто така. Покрај тоа, таа е основна последица на принципот на еквивалентност на општата теорија за релативноста додека Лоренцовата инваријантност на локално ниво го држи слободниот придвижувачки појдовен систем = локална Лоренцова инваријантност (ЛЛИ).Тоа значи дека резултатите од овој опит се од интерес за двете теории специјалната и општата теорија за релативност.^{[A 1][A 2]}

Од фактот дека се споредуваат различни честоти („часовници“), овие опити исто така се означуваат како експериментална часовна споредба.^{[A 3][A 4]}

Скорешни опити

Повеќе информации: Современи потраги по Лоренцовото нарушување

Покрај Лоренцовите нарушувања поради приоритетниот појдовен систем или влијанијата од Маховиот принцип, спонтаното нарушување на Лоренцовата инваријантност и CPT симетријата се од интерес поради предвивдувања на разни модели на квантната гравитација кои укажуваат на нивното постоење. Современите ажурирања на Хјус-Древеровиот опит се спроведени за проучување на можните Лоренцови и CPT прекршувања кај неутроните и протоните. Користејќи спински поларизациски системи и сомагнетометри (за да се потиснат магнетните влијанија), точноста и чувствителноста на овие опити биле значително зголемени. Покрај, тоа користејќи спинска поларизација торзиската вага, бил тестиран и електронската област.^{[A 5][A 6]}

Сите овие експерименти досега дале негативни резултати, па сè уште нема знак за постоењето на приоритетен систем или каков било друг облик на Лоренцови нарушувања. Вредностите на следната табела се поврзани со коефициентите дадени од страна на Проширениот стандарден модел,често се користи делотворната теорија за полето за да се проценат можните Лоренцови нарушувања (Погледајте Тестови на теоријата за релативноста). Од тука, какво било остапување на Лоренцовата инваријантност може да се поврзе со одредени коефициенти. Бидејќи при овие опити се тестирани низи на коефициенти, се дава само на вредноста на максималната чувствителност (за прецизни податоци, погледајте ги поединечните статии):^{[A 3][A 8][A 4]}

Автор	Година	СМП ограничување			Опис
		Протон	Неутрон	Електрон
Престаж и сорб.[7]	1985		10−27		Споредување на јадрениот спински завртувачки премин на {{SimpleNuclide2|Beryllium|9|charge=+} (се чуваат во пенингова замка) со премин на водородниот масер.
Филип [8]	1987			10−27	Биле истражуани Синусоидни осцилации со помош на криогени спинско-торзионо нишало носејќи попречно поларизиран магнет.
Ламоро и сорб.[9]	1989		10−29		Тие предизвикувале диполен и квадриполен спин на поларизација во пареа на Елементот Mercury не постои., со што квадриполната енергетска промена може да се набљудува.
Чап и сорб.[10]	1989		10−27		Временската зависност на квадриполното делење на Земановите нивоа.Се споредуваат поларизирани и спинско разменети Елементот Neon не постои. и Елементот Helium не постои..
Вајнленд и сорб.[11]	1991			10−25	Аномалните диполни-монопол и дипол-дипол споевие се истражувани од страна на хиперфини резонанции во Елементот Beryllium не постои..
Ванг и сорб.[12]	1993			10−27	Спинко-торзионо нишало кое носи спинско-полизирани 6Dy–23Fe се испитува маса за ѕвездени промени.
Берлунг и сорб.[13]	1995	10−27	10−30	10−27	Честотите на 199Hg и 133Cs се споредувани со примена на магнетно поле.
Беар и сорб.[14]	2000		10−31		Честотите на Елементот Xenon не постои. и Елементот Helium не постои. се споредуваат Земановите масери.
Филип и сорб.[15]	2000	10−27			Се мери Земановата фрекбенција користејќи водородни масери.
Хамфри и сорб.[16]	2003	10−27		10−27	Види Филип и сорб. (2000).
Хоу и сорб.[17]	2003			10−29	Види Ванг и сорб. (1993).
Кане и сорб.[18]	2004		10−32		Види Беар и сорб. (2000).
Волф и сорб.[19]	2006	10−25			Се мерат атомските честоти со помош на ласерско ладење на Елементот Caesium не постои. атомска фонтана.
Хекел и сорб.[20]	2006			10−30	Тие користат спинско-торзионо нишало со четири делови од Алинико и четири делови од Sm5Co.
Хекел и сорб.[21]	2008			10−31	Види Хекел и сорб.(2006).
Алтарев и сорб.[22]	2009		10−29		Се разгледува честотната спин-прецесија складирана во ултраладните неутрони на Елементот Mercury не постои..
Браун и сорб.[23]	2010	10−32	10−33		Споредување на честотите со сомагнетометар на K / Елементот Helium не постои..
Гемел и сорб.[24]	2010		10−32		Споредување на честотите со сомагнетометар Елементот Xenon не постои. / Елементот Helium не постои..
Смичиклас и сорб.[25]	2011		10−29		Споредување на честотите со сомагнетометар Елементот Neon не постои. / Rb / K. Тест за максимална можна брзина на неутроните.
Пек и сорб.[26]	2012	10−30	10−31		Слично со Берглунд и сорб. (1995).
Хохензе и сорб.[27]	2013			10−17	Мерења на промените на честотите на две речиси дегенерирани состојби на Елементот Dysprosium не постои. и Елементот Dysprosium не постои.. Тест за максималната можна брзина на електроните.
Алмендигер и сорб.[28]	2013		10−34		Види Гимел и сорб. (2010).

Секундарни извори

1. Will, C. M. (2006). „The Confrontation between General Relativity and Experiment“. Living Reviews in Relativity. 9 (3). Посетено на June 23, 2011.
2. Will, C. M. (1995). „Stable clocks and general relativity“. Proceedings of the 30th Rencontres de Moriond: 417. arXiv:gr-qc/9504017. Bibcode:1995dmcc.conf..417W.
3. Kostelecký, V. Alan; Lane, Charles D. (1999). „Constraints on Lorentz violation from clock-comparison experiments“. Physical Review D. 60 (11): 116010. arXiv:hep-ph/9908504. Bibcode:1999PhRvD..60k6010K. doi:10.1103/PhysRevD.60.116010.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
4. Mattingly, David (2005). „Modern Tests of Lorentz Invariance“. Living Rev. Relativity. 8 (5): 5. arXiv:gr-qc/0502097. Bibcode:2005LRR.....8....5M. doi:10.12942/lrr-2005-5.
5. Pospelov, Maxim; Romalis, Michael (2004). „Lorentz Invariance on Trial“ (PDF). Physics Today. 57 (7): 40–46. Bibcode:2004PhT....57g..40P. doi:10.1063/1.1784301. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-01-02. Посетено на 2015-11-12.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
6. Walsworth, R.L. (2006). „Tests of Lorentz Symmetry in the Spin-Coupling Sector“ (PDF). Lecture Notes in Physics. Lecture Notes in Physics. 702: 493–505. doi:10.1007/3-540-34523-X_18. ISBN 978-3-540-34522-0.
7. Bartusiak, Marcia (2003). Einstein's Unfinished Symphony: Listening to the Sounds of Space-Time. Joseph Henry Press. стр. 96–97. ISBN 0425186202. Посетено на 15 Jul 2012. 'I watched that line over a 24-hour period as the Earth rotated. As the axis of the field swung past the center of the galaxy and other directions, I looked for a change,' recalls Drever.
8. Hou, Li-Shing; Ni, Wei-Tou; Li, Yu-Chu M. (2003). „Test of Cosmic Spatial Isotropy for Polarized Electrons Using a Rotatable Torsion Balance“. Physical Review Letters. 90 (20): 201101. arXiv:physics/0009012. Bibcode:2003PhRvL..90t1101H. doi:10.1103/PhysRevLett.90.201101. PMID 12785879.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)