Новейшие проблемы гравитации - Иваненко Д.
Скачать (прямая ссылка):
зо+ 468
Дою. Вебер
§ 7. Заключение
Предложенные детекторы достаточно удовлетворительны для исследования межзвездного гравитационного излучения. Необходимо дальнейшее исследование, чтобы генерировать и обнаруживать гравитационные волны в лаборатории. Если мы сравним кристалл, который возбуждается, как описано выше, с вращающимся стержнем тех же самых линейных размеров, то найдем, что излучение кристалла на семнадцать порядков больше и частота, излучаемая кристаллом, больше приблизительно в миллион раз. Если и стержень, и кристалл излучают одну и ту же частоту, то излучение кристалла приблизительно на тридцать девять порядков больше, чем излучение стержня.
Автор благодарит за полезную критику Ф. А. Е. Пирани, П. Дж. Бергмана и Дж. А. Уилера, а также Р. Г. Дике за полезное обсуждение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Einstein A., Berlin. Sitzungsber., 1916, S. 6*88; 1918, S. 154.
2. Eddington A. S., Proc. Roy. Soc., А102, 268 (1923).
3. P а и 1 і W., Theory of Relativity, New York, 1958 (см. пере-
вод со 2-го издания: Паули В., Теория относительности, М.—Л., 1947).
4. Synge J. L., Schild A., Tensor Calculus, Toronto, 1952,
Ch. 3. Pirani F. A. E., Helv. Phys. Acta, Suppl. IV, p. 198.
5. P і r a n і F. A. E., Proceedings of Chapel Hill Conference on
the Role of Gravitation in Physics, 1957, p. 61.
6. Pirani F. A. E., Acta Phys. Polon., XV, 6, 389 (1956).
7. R о s e n N., Shamir H., Rev. Mod. Phys., 29, 429 (1957).
8. Bonnor W. B., Phil. Trans. Roy. Soc., A251, 233 (1959).
9. M a s о n W. P., Electromechanical Transducers and Wave
Filters, Princeton, 1948.
10. Dicke R. H., Rev. Sei. Instr., 17, 268 (1946).
11. Wheeler J. A., Onzieme Conseil de 1'Institut Internatio-
nal de Physique Solvay, La Structure et l'Evolution de l'Uni-verse, Brussels, 1958, p. 112.
12. Weber J., Rev. Mod. Phys., 31, 681 (1959).
13. M a s о n W. P., Piezoelectric Crystals and Their Applications
to Ultrasonics, Princeton, 1950, p. 64 (см. перевод: M э-з о н У., Пьезоэлектрические кристаллы и их применение к ультраакустике, ИЛ, 1952). 18. ГРАВИТАЦИОННОЕ СМЕЩЕНИЕ В ЯДЕРНОМ РЕЗОНАНСЕ
Р. Паунд и Г. Ребка R. Pound and G. A Rebka, Phys. Rev. Lett., З, 439—440 (195?)
Нет необходимости доказывать, сколь желательной является экспериментальная проверка того обстоятельства, что частоты электромагнитного излучения атомов чувствительны к гравитационному потенциалу в точке, где находится излучающая система. Некоторые варианты теории относительности предсказывают линейную зависимость частоты от гравитационного потенциала. Предложен ряд экспериментов с целью сравнения хода «часов», реализуемых внутриатомными или молекулярными переходами и помещенных на искусственном спутнике, с ходом аналогичных «часов», расположенных на поверхности Земли. Частота Vh (и, следовательно, ход времени) на высоте h связана с соответствующей частотой V0 на земной поверхности соотношением
Av, - - v0 = V9-^L- ^ V0A -1,09 - КГ18,
где R и h — соответственно радиус Земли и высота (в см). От часов требуется исключительно высокая точность даже для высот, доступных для искусственных спутников. Хотя имеется ряд обнадеживающих способов получения необходимой стабильности частоты, дело обстояло бы проще, если бы удалось найти способ осуществить эксперимент между фиксированными точками на земной поверхности. В частности, если бы оказалось возможным получить степень точности, позволяющую измерять смещение между точками, разделенными по высоте на 1—10 км, можно было бы осуществить эксперимент между вершиной 470
Р. Паунд и Г. Ребка
и подножьем горы, в угольной шахте или в буровой скважине.
Недавно Мёссбауэр [1] открыл новый эффект излучения и рассеяния у-лучей ядрами в твердых телах. Определенная доля f у-лучей, испускаемых ядрами атомов твердого тела, излучается практически без отдачи; при этом импульс отдачи принимает на себя не индивидуальное ядро, а кристаллическая решетка как целое, в результате чего имеет место пренебрежимо малое допплеровское смещение. Такие у-лучи находятся в резонансе с ядрами, аналогичным образом связанными в решетке, и с рассеянием связана та же доля / сечения электромагнитного резонанса
где Ie и I0 — спины соответственно возбужденного и основного состояний и а — коэффициент внутренней конверсии. Расчеты, опирающиеся на дебаевскую модель колебаний решетки кристалла, дают при температурах Ty значительно меньших дебаевской температуры 0D, следующее выражение для f:
где Ey — энергия у-кванта, M — масса ядра, kB — постоянная Больцмана. Множитель E%/2Mc2kb®d представляет собой отношение энергии отдачи, которая имела бы место для свободных ядер к kB@D. Для у-лучей с энергией около 129 кэву использованных Мёссбауэром, величина f очень мала даже при абсолютном нуле. Наиболее ярким доказательством существования этого эффекта является тот факт, что ослабление пучка у-лучей Ir191 с энергией 129 кэв в результате их прохождения через иридиевый поглотитель уменьшается, если источник движется. Было найдено, что скорость, необходимая для того, чтобы уменьшить ту часть ослабления пучка, которая вызвана резонансным рассеянием, до половины своей максимальной величины, равна приблизительно 1,5 см/сек. Отсюда для времени жизни возбужденного состояния получается значение 0,1 ммксек. Этот эксперимент был повторен в других лабораториях, причем при гелиевых температу-
