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Allgemein

Relativitätstheorie exzellent bestätigt

Eine der Voraussagen der Speziellen Relativitätstheorie, die Albert Einstein 1905 veröffentlicht hat, ist die Zeitdilatation: In schnell bewegten Systemen gehen Uhren langsamer. Damit ist die Zeit gewissermaßen relativ – abhängig vom Bezugssystem. Die Zeitdilatation wurde 1938 erstmals experimentell bestätigt, ist also nicht eine rein spekulative Theorie.

Nun haben Gerald Gwinner, Guido Saathoff und ihre Kollegen am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und an der Universität Mainz ähnliche, aber wesentlich genauere Messungen mit Lithium-7-Ionen gemacht. Diese Ionen wurden als schnell bewegte Uhren verwendet, wobei die Periodendauer einer sehr genau bekannten Schwingung als Zeitmaß diente.

Die „Uhren” bewegten sich in einem Schwerionen-Speicherring mit 19000 Kilometern pro Sekunde – 6,5 Prozent der Lichtgeschwindigkeit (30oo00 Kilometer pro Sekunde), was einer Energie von 13,3 Megaelektronenvolt entspricht. Dabei wurden sie mit Laserlicht beschossen und zu Fluoreszenz angeregt: Ihre Elektronen wurden auf höhere Bahnen befördert und gaben, als sie „ rückfällig” wurden, Licht in bestimmten Frequenzen ab.

Die Forscher verglichen die Periodendauer derjenigen Laserlichtwelle, bei der die bewegten Ionen zu Fluoreszenz angeregt wurden, mit der Periodendauer der Ionen-Schwingung. Daraus konnten sie die Zeitdilatation relativ zu Lithium-Ionen in Ruhe berechnen.

Die Ergebnisse des Experiments stimmen mit Einsteins Theorie exzellent überein – mit einer beeindruckenden Präzision von mehr als 1 zu 22 Millionen.

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Hans Groth

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