náhled|250px|Schéma Kennedyho–Thorndikova experimentu Kennedyho–Thorndikův experiment je experiment z roku 1932, který testoval závislost rychlosti světla na pohybu pozorovatele. Spolu s Michelsonovým–Morleyovým experimentem patří mezi klíčové experimenty ověřující speciální teorii relativity.
Experiment provedli Roy J. Kennedy a Edward M. Thorndike.
Princip experimentu Experiment vychází z interferenčního uspořádání podobného Michelsonovu–Morleyovu experimentu, avšak s jedním podstatným rozdílem: ramena interferometru mají různou délku.
Pokud by rychlost světla závisela na rychlosti pohybu soustavy vzhledem k hypotetickému éteru, změna rychlosti Země během jejího oběhu kolem Slunce by vedla ke změně interferenčního obrazce v čase.
Na rozdíl od Michelsonova–Morleyova experimentu, který testoval izotropii rychlosti světla, Kennedyho–Thorndikův experiment testuje její časovou závislost v soustavě pohybující se různou rychlostí.
Výsledky Experiment neprokázal žádnou změnu interferenčního obrazce v čase. Tento výsledek ukazuje, že rychlost světla je nezávislá nejen na směru šíření, ale i na rychlosti pohybu pozorovatele.
Výsledek je v souladu se speciální teorií relativity a vylučuje třídy teorií, které předpokládají existenci éteru bez současného zavedení dilatace času.
Moderní testy speciální teorie relativity
Dutinové experimenty náhled|350px|Zjednodušené schéma experimentu Braxmaier et al. (2002)
V posledních desetiletích byly experimenty typu Michelsonův–Morleyův experiment i Kennedyho–Thorndikovy experimenty opakovány s výrazně vyšší přesností za použití laserů, maserů a kryogenních optických rezonátorů. Omezení na závislost rychlosti světla na rychlosti pozorovatele, popsané v rámci Robertsonovy–Mansouriho–Sexlovy testovací teorie (RMS), byla výrazně zpřesněna. Zatímco původní Kennedyho–Thorndikův experiment stanovil mez řádově , současné experimenty dosahují přesnosti až .
Na obrázku je schematicky znázorněna moderní realizace experimentu (Braxmaier et al., 2002). Frekvence laseru stabilizovaného pomocí kryogenního safírového rezonátoru je porovnávána s referenční frekvencí založenou na absorpční čáře jódu.
Autor Rok Popis Maximální závislost na rychlosti Hils a Hall 1990 Porovnání frekvence Fabry–Pérotovy dutiny s laserem stabilizovaným na referenční čáru jódu. Braxmaier et al. 2002 Porovnání frekvence kryogenního optického rezonátoru s jodovým frekvenčním standardem pomocí dvou Nd:YAG laserů. Wolf et al. 2003 Porovnání frekvence kryogenního mikrovlnného rezonátoru s vodíkovým maserem a atomovými hodinami. Wolf et al. 2004 Vylepšená verze experimentu s aktivní stabilizací teploty. Tobar et al. 2009 Dlouhodobá analýza dat s hledáním periodických změn. Gurzadyan a Margaryan 2018 Analýza dat z experimentu GRAAL na synchrotronu ESRF.
Laserové měření vzdálenosti k Měsíci Kromě laboratorních experimentů byly testy typu Kennedyho–Thorndikova experimentu provedeny také pomocí Laserového měření vzdálenosti k Měsíci.
Při těchto měřeních je vzdálenost Země–Měsíc určována s přesností na centimetry. Pokud by existovala preferovaná vztažná soustava a rychlost světla závisela na rychlosti pozorovatele, projevilo by se to jako anomální periodické změny této vzdálenosti. Žádné takové změny však pozorovány nebyly, což potvrzuje platnost relativistických předpovědí.
Význam Kennedyho–Thorndikův experiment doplňuje Michelsonův–Morleyův experiment a společně s ním poskytuje experimentální důkazy pro invarianci rychlosti světla.
Zatímco Michelsonův–Morleyův experiment testuje izotropii rychlosti světla, Kennedyho–Thorndikův experiment testuje invarianci rychlosti světla při změně rychlosti soustavy. Kombinace obou experimentů vede k nutnosti zavedení dilatace času.
Odkazy
Reference
Literatura
Související články Michelsonův–Morleyův experiment Ivesův-Stilwellův experiment Speciální teorie relativity Dilatace času
Kategorie:Speciální teorie relativity Kategorie:Fyzikální experimenty