Universitatea Case Western Reserve

La 14 noiembrie 2005, Universitatea Case Western Reserve din Cleveland a sărbătorit atât Anul Mondial al Fizicii, cât și centenarul clădirii sale de fizică. Ca parte a festivităților, Societatea Americană de Fizică a prezentat o placă de comemorare a CWRU ca sit istoric de fizică, în onoarea experimentului Michelson-Morley care a avut loc acolo în 1887.

În secolul al XIX-lea, fizicienii credeau în general că, așa cum undele de apă trebuie să aibă un mediu prin care să se deplaseze (apa), iar undele sonore audibile necesită un mediu prin care să se deplaseze (aerul), tot așa și undele de lumină necesită un mediu, care a fost numit „luminifer” (i.e.adică purtător de lumină) „eter”.

Experimentul Michelson-Morley a devenit ceea ce ar putea fi considerat drept cel mai faimos experiment eșuat de până acum și este în general considerat ca fiind prima dovadă puternică împotriva existenței eterului luminifer. Michelson a primit Premiul Nobel în 1907, devenind primul american care a câștigat Premiul Nobel pentru Fizică.

Fizicienii calculaseră că, pe măsură ce Pământul se deplasa pe orbita sa în jurul Soarelui, fluxul eterului pe suprafața Pământului ar putea produce un „vânt de eter” detectabil. Cu excepția cazului în care, din anumite motive, eterul ar fi fost întotdeauna staționar în raport cu Pământul, viteza unui fascicul de lumină emis de o sursă de pe Pământ ar fi depins de magnitudinea vântului de eter și de direcția fasciculului în raport cu acesta. Ideea experimentului a fost de a măsura viteza luminii în direcții diferite pentru a măsura viteza eterului în raport cu Pământul, stabilind astfel existența acestuia.

Pentru a măsura viteza Pământului prin eter prin măsurarea modului în care lumina se modifica, Albert Michelson (1852-1931) a proiectat un dispozitiv cunoscut acum sub numele de interferometru. Acesta a trimis fasciculul de la o singură sursă de lumină printr-o oglindă semi-argintată care a fost folosită pentru a-l împărți în două fascicule care se deplasează în unghiuri drepte una față de cealaltă. După ce ieșeau din splitter, fasciculele călătoreau până la capetele unor brațe lungi, unde erau reflectate înapoi în mijloc de oglinzi mici. Acestea s-au recombinat apoi în partea îndepărtată a separatorului, într-un ocular, producând un model de interferență constructivă și distructivă în funcție de lungimea brațelor. Orice modificare ușoară a timpului petrecut de raze în tranzit ar fi apoi observată ca o schimbare a poziției franjelor de interferență.

Michelson a realizat o versiune preliminară a experimentului în 1881. După ce a acceptat un post la Școala Case de Științe Aplicate din Cleveland, a început o colaborare cu Edward Morley, profesor de chimie la Colegiul vecin Western Reserve. Aparatul pe care l-au construit plutea într-o cuvă cu mercur, care permitea să fie rotit încet. Pe măsură ce se rotea, conform teoriei eterului, viteza luminii în fiecare dintre cele două brațe perpendiculare se modifica, provocând o schimbare a modelului de interferență. Rezultatele experimentului au indicat o deplasare în concordanță cu zero și, cu siguranță, mai puțin de o douăzecime din deplasarea așteptată dacă viteza Pământului pe orbită în jurul Soarelui ar fi fost aceeași cu viteza sa prin eter.

Alte versiuni ale experimentului au fost realizate cu un grad de sofisticare din ce în ce mai mare, dar măsurătorile Michelson-Morley au fost primele cu o precizie suficientă pentru a contesta existența eterului. Explicația rezultatului lor nul a așteptat intuițiile oferite de teoria relativității speciale a lui Einstein în 1905.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.