A Michelson kísérlet száz éve

A Michelson kísérlet száz éveA Michelson kísérlet száz éve

Szabó GáborSzabó Gábor

az MTA levelező tagja,az MTA levelező tagja,

egyetemi tanár, Szegedi Tudományegyetemegyetemi tanár, Szegedi Tudományegyetem, , Optikai és kvantumelektronikai tanszékOptikai és kvantumelektronikai tanszék

Albert Abraham Michelson (1852-1931)Albert Abraham Michelson (1852-1931)

Albert Abraham MichelsonAlbert Abraham Michelson

Grandpa’s Lullaby (1930)Grandpa’s Lullaby (1930) www.usna.edu/LibExhibitswww.usna.edu/LibExhibits


Született: 1852 Strelno, Poroszország (ma Született: 1852 Strelno, Poroszország (ma Strzelno Lengyelország)Strzelno Lengyelország)



1855 - New York1855 - New York




1857 - San Francisco1857 - San Francisco




1857 - San Francisco1857 - San Francisco

1869 - 73 – US Naval Academy (Grant 1869 - 73 – US Naval Academy (Grant elnök „ösztöndíja”)elnök „ösztöndíja”)


1875 – science instructor Annapolisban1875 – science instructor Annapolisban



1877 – feleségül veszi Margaret Hemingwayt1877 – feleségül veszi Margaret Hemingwayt




1877 – november: az első nagy ötlet (10 $-os 1877 – november: az első nagy ötlet (10 $-os kísérlet)kísérlet)




1880 – 82 Heidelberg, Berlin, Párizs1880 – 82 Heidelberg, Berlin, Párizs

1877 – november: az első nagy ötlet (10 $-os 1877 – november: az első nagy ötlet (10 $-os kísérlet)kísérlet)

1881, Berlin:1881, Berlin:Az első Michelson interferométerAz első Michelson interferométer

MICHELSON INTERFEROMÉTERMICHELSON INTERFEROMÉTER

fényforrásfényforrás

nyalábosztónyalábosztótükörtükör

tükörtükör

Az éterszél kísérletAz éterszél kísérlet

Mi a mérendő effektus?Mi a mérendő effektus?

2

2

1

12

cvc

Lta

Terjedési idő az egyik karban:Terjedési idő az egyik karban:


Terjedési idő a másik karban:Terjedési idő a másik karban:

2

2

1

12

cvc

Ltb


2

2

2c

v

c

Lt

A különbség:A különbség:

c = 300 000 km/s

vF = 30 km/s

)!!!04,0(102 8 L

L

1882 – Case School of Applied Science1882 – Case School of Applied Science

Továbbfejlesztett kísérletek Morley-valTovábbfejlesztett kísérletek Morley-val

1885 – elmegyógyintézet „softening of the 1885 – elmegyógyintézet „softening of the brain”brain”

1887 – az újabb nagy siker1887 – az újabb nagy siker

és nagy botrány éveés nagy botrány éve

Az Az új új eszközeszköz

Az eredmény:Az eredmény:

Az eltolódás - ha van - nem lehet nagyobb, Az eltolódás - ha van - nem lehet nagyobb, mint a várt érték 1/40-ed része.mint a várt érték 1/40-ed része.

Az éterszél eredmény negatív, de az eszköz Az éterszél eredmény negatív, de az eszköz brilliánsbrilliáns

Méter standardMéter standard

Hogyan tovább?Hogyan tovább?

„„Michelson:Michelson: It is obvious from what has gone before It is obvious from what has gone before that it would be hopeless to solve the question of that it would be hopeless to solve the question of the motion of the solar system by observation of the motion of the solar system by observation of optical at the surface of the earth.”optical at the surface of the earth.”

1905: Einstein nagy éve1905: Einstein nagy éve

““Zur Elektrodinamik bewegter Körper”Zur Elektrodinamik bewegter Körper”

Ann. d. Phys. xvii 891-921, (1905)Ann. d. Phys. xvii 891-921, (1905)

“… “… az optikai éter bevezetését az alább kifejtendő az optikai éter bevezetését az alább kifejtendő megközelítés szükségtelenné teszi miután az nem megközelítés szükségtelenné teszi miután az nem kíván sem egy speciális tulajdonságokkal kíván sem egy speciális tulajdonságokkal felruházott “abszolút teret”, sem pedig az felruházott “abszolút teret”, sem pedig az elektromágneses jelenségeket befogadó üres tér egy elektromágneses jelenségeket befogadó üres tér egy pontjához sebességvektor hozzárendelését.”pontjához sebességvektor hozzárendelését.”

A Michelson kísérlet utóéleteA Michelson kísérlet utóélete

Morley és Miller, 1906Morley és Miller, 1906

Miller, 1921 (Mount Wilson)Miller, 1921 (Mount Wilson)

Miller, 1925 “200 km/s a Sárkány csillagkép Miller, 1925 “200 km/s a Sárkány csillagkép irányába”irányába”

A Michelson kísérlet utóéleteA Michelson kísérlet utóélete

Negatív kísérletekNegatív kísérletek

MiMichelson (Mount Wilson 1926-27)chelson (Mount Wilson 1926-27)

25,5 m fényút!!25,5 m fényút!!

Joos (Jena, 1929)Joos (Jena, 1929)

JOOS JOOS berendezéseberendezése

Eredmény:Eredmény:

az eltolódás kisebb,az eltolódás kisebb,

mint 1/1000 mint 1/1000

Egy késői követő: egylövéses, Egy késői követő: egylövéses, fázisérzékeny autokorrelátorfázisérzékeny autokorrelátor(G. Szabó, Zs. Bor, A.Müller: Opt. Lett. 13, p. 746, (1988))(G. Szabó, Zs. Bor, A.Müller: Opt. Lett. 13, p. 746, (1988))

Egy mai világcsúcs:Egy mai világcsúcs:gravitációs hullám detektálásgravitációs hullám detektálás

LIGOLIGO

GEO600GEO600

LIGOLIGO

A nagy tudományos „szenvedély”: a A nagy tudományos „szenvedély”: a fénysebesség mérésefénysebesség mérése

Az első próbálkozás 1877-ben a „tízdolláros” Az első próbálkozás 1877-ben a „tízdolláros” kísérletkísérlet

1879 – kísérletek Newcomb-al1879 – kísérletek Newcomb-al

1882 – Case eredmény 299 853 1882 – Case eredmény 299 853 60 km/s 60 km/s

1926 – Mount Wilson 299 796 1926 – Mount Wilson 299 796 4 km/s 4 km/s

1926 – Mount Wilson 299 796 1926 – Mount Wilson 299 796 4 km/s 4 km/s

1890 – Michelson féle sztellár interferométer1890 – Michelson féle sztellár interferométer

1890 – Michelson-féle sztellár interferométer1890 – Michelson-féle sztellár interferométer

1890 – Jupiter holdja1890 – Jupiter holdja

1920 – Betelgeuse1920 – Betelgeuse

Michelson a tudományszervező:Michelson a tudományszervező:University of Chicago, Ryerson Physics University of Chicago, Ryerson Physics Laboratory (Millikan, Compton)Laboratory (Millikan, Compton)

„„My honored Dr. Michelson, it was you who My honored Dr. Michelson, it was you who led the physicists into new paths, and through led the physicists into new paths, and through your marvelous experimental work paved the your marvelous experimental work paved the way for the development of the theory of way for the development of the theory of relativity.”relativity.”

Einstein, 1931Einstein, 1931

Documents

A Michelson kísérlet száz éve