Новейшие проблемы гравитации - Иваненко Д.
Скачать (прямая ссылка):
22 февраля, 17 час.
23 февраля, 22 час.
24 февраля, 12 час.
25 февраля, 18 час.
Наблюдаемое смещение
—11,5±3,0 —16,4±2,2i —13,8±1,3 —11,9^2,11 —8,7±2,0* -10,5±2,0
Поправка на температуру
Среднее взвешенное смещение Среднее смещение Разность средних взвешенных смещений
-15,5±0,8 -17,6±0,6
-4,2±1,1
1) Эти данные получены одновременно с калибровкой чувствительности. 480
Р. Паунд и Г. Ребка
внесении поправок в данные наблюдений, был рассчитан из удельной теплоемкости решетки, имеющей деба-евскую температуру, равную 420° К. Хотя при комнатной температуре этот коэффициент слабо зависит от дебаевской температуры, остающаяся ошибка в поправке на разность температур ограничивает возможности измерения сдвигов частоты и делает желательным использование в гравитационном эксперименте больших высот.
В табл. 1 приведены типичные полученные данные. В правом столбце приведены данные с учетом поправки на разность температур. Все данные выражены как относительный сдвиг частоты, умноженный на IO15. Разность между смещением, наблюдаемым в случае у_лучей, распространяющихся снизу вверх, и смещением у-лучей, распространяющихся сверху вниз, должна быть результатом тяготения. Среднее же значение для этих двух направлений распространения должно измерять некоторое эффективное смещение другого происхождения, которое оказывается примерно в 4 раза больше разности между смещениями. Это смещение являлось специфическим свойством, присущим данной комбинации источника и поглотителя, в чем мы убедились, измеряя смещение для каждого блока поглотителя по очереди с поправкой на температуру на расстоянии -—^ 15,2 см от источника. Хотя эта проверка была не точна, так как использовалась только половина площади каждого поглотителя, среднее взвешенное значение смещения для комбинации всех блоков поглотителя из этого опыта хорошо согласовалось со смещением, наблюдавшимся в основном эксперименте. Индивидуальные относительные смещения частоты, найденные для этих блоков, для контрольного поглотителя и для фольги толщиной 11,7 мгісм2 из железа Армко, указаны в табл. 2. Значительное расхождение в их значениях столь же примечательно, как и значение среднего взвешенного смещения. Такие смещения могли бы быть следствием различия в пределах около 11% в эффективной дебаевской температуре, что привело бы к различиям в эффекте Допплера второго порядка. Правдоподобны и другие объяснения, основывающиеся на сверхтонкой структуре, включая электрические квадру-польные взаимодействия. Хотя можно было бы ожидать, что термическая обработка изменит эти смещения для 19. Эффективный sec фотона
481
Таблица 2
Данные по асимметрии относительного смещения частоты для различных поглотителей
В третьем столбце приведено возрастание дебаевской температуры поглотителя по српвнению с дебаевской температурой источника, необходимое для объяснения наблюдаемого смещения.
Поглотитель (Av/v)- 1015 ABd, 0K
Номер образца:
1 -8,4±2,5 + 15±4
2 —24±3,5 +41±6
3 —28±3,5 +48±6
4 —19±3,5 +33±6
5 —24±3,5 +41±6
6 —17±2,5 +29±4
7 —19±3,5 +33±6
Среднее взвешенное
для образцов 1—7 —19±3,0 +33±5
Контрольный погло-
титель ...... +0,55±0,15 -0,95±0,26
Фольга из железа
Армко...... + 10±3,5 — 17+6
покрытого слоем железа бериллиевого поглотителя, опыт показывает, что ширина линии при такой обработке существенно увеличивается, возможно, вследствие внутренней диффузии. Наличие существенного смещения даже для фольги из железа Армко по отношению к источнику, когда фольга и источник подвергались термической обработке, говорит о том, что мы вряд ли будем иметь такого рода неконтролируемое смещение, меньшее, чем гравитационный эффект, ожидаемый даже в нашем эксперименте, в котором эффективная длина пути у-квантов равна удвоенной высоте и составляет 45 м. Малость смещения контрольного поглотителя по отношению к источнику (по-видимому, случайная) соответствует смещению, которое ожидается для разности высот в 9,1 м. 482
Р. Паунд и Г. Ребка
Недавно Крэншоу, Шиффер и Уайтхед [7] сообщили, что они измерили гравитационное смещение, используя у-лучи от Fe57. По их мнению, статистическая погрешность 43% представляет собой основную ошибку.
Очевидно, не были рассмотрены два значительно более важных источника ошибок: 1) различие температур источника и поглотителя и 2) разность частот, присущая данной комбинации источника и поглотителя. Согласно проведенному выше рассмотрению, разность температур уже в 0,6 °С привела бы к смещению той же величины, что и весь наблюдавшийся эффект. Их дополнительный эксперимент при уменьшенной до 3 м разности высот без соответствующих температурных измерений не позволяет решить вопрос о разности частот, присущей рассматриваемой системе источник — поглотитель. Полученное ими расхождение наблюдаемой полной ширины линии от ожидаемой, по-видимому, говорит в пользу наличия такого рода смещения. Они упоминают об этом уширении в связи с его возможным влиянием на чувствительность (скорее вычисленным, нежели измеренным) вследствие отклонения от лоренцовой формы. Ясно, что такого рода отклонение даже более важно в допустимой асимметрии.
